可穿戴設(shè)備未來(lái)的挑戰(zhàn)：續(xù)航能力以及安全性

未來(lái)幾年，我們將會(huì)看到可穿戴設(shè)備集成越來(lái)越多的運(yùn)動(dòng)和環(huán)境傳感器，以及新興的生物傳感器。生物傳感器現(xiàn)已應(yīng)用于獨(dú)立的可穿戴醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)儀，而且許多消費(fèi)類(lèi)設(shè)備現(xiàn)在都提供心率測(cè)量功能。但在接下來(lái)的幾年內(nèi)，消費(fèi)設(shè)備將集成更廣泛的生物傳感器，如測(cè)量血氧量、血壓和血糖水平的光譜傳感器，以及確定出汗水平和pH值的皮膚電阻感應(yīng)傳感器。

隨著生物傳感器使用數(shù)量的增加，以及其所收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性的提高，我們將看到消費(fèi)與醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域的融合。健身和生活方式設(shè)備將從消費(fèi)裝置發(fā)展到提供醫(yī)療級(jí)數(shù)據(jù)。因此，你所收集的跟蹤健康和運(yùn)動(dòng)水平的信息，可與你的醫(yī)生或自動(dòng)醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)共享，以便在癥狀出現(xiàn)前給出預(yù)警。這樣，人們就能在情況還不太嚴(yán)重、更易于實(shí)施和更有可能成功的時(shí)候，提早尋求治療或適當(dāng)改變生活方式。

目前許多公司都在開(kāi)發(fā)用于醫(yī)療服務(wù)的數(shù)據(jù)共享云基礎(chǔ)設(shè)施，可穿戴設(shè)備是這些基礎(chǔ)設(shè)施的天然伙伴。隨著可穿戴設(shè)備變得越來(lái)越常見(jiàn)和先進(jìn)，我們將有可能整理和分析來(lái)自數(shù)百萬(wàn)人積累多年的健康、健身及生活方式匿名信息。除了揭示深層的健康趨勢(shì)，這些巨大的數(shù)據(jù)集還能揭示疾病是如何發(fā)生的（所謂“超早期醫(yī)療”）。這有助于實(shí)現(xiàn)早期干預(yù)，以最大限度減小疾病所帶來(lái)的財(cái)務(wù)、社會(huì)及個(gè)人影響。

隨著可穿戴設(shè)備收集越來(lái)越多的敏感信息，并逐漸成為全面的數(shù)字自我，隱私和數(shù)據(jù)安全將變得至關(guān)重要。特別是在涉及醫(yī)療數(shù)據(jù)的情況下，消費(fèi)者將要求最高級(jí)別的數(shù)據(jù)安全保護(hù)，而隨著消費(fèi)者的消息越來(lái)越靈通，這將成為影響購(gòu)買(mǎi)決定的關(guān)鍵因素。

因此，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸都必須有安全保障。第一代聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備大多依靠其所選擇連接技術(shù)的內(nèi)在安全協(xié)議，比如藍(lán)牙低功耗（Bluetooth？ low energy / BLE）。最新版本的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)（藍(lán)牙4.2）提供更高的安全性，但由于藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)量巨大，安全算法被黑客攻破的風(fēng)險(xiǎn)始終存在。

IDC和GMI的研究一再表明，電池續(xù)航時(shí)間已成為消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)電池供電式便攜產(chǎn)品的第一考慮因素。典型鋰聚合物充電電池的容量只有40～100 mAh。在此情況下，要為包含多個(gè)傳感器的可穿戴設(shè)備供電幾天時(shí)間，意味著需要降低系統(tǒng)所有部件的功耗，包括傳感器、系統(tǒng)、通信硬件和軟件。傳感器技術(shù)在不斷進(jìn)步并降低功率需求。

可穿戴設(shè)備的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)持續(xù)的監(jiān)測(cè)。這意味著需要找到一種可為設(shè)備供電，但又無(wú)需卸下進(jìn)行充電（或更換電池）的方法。兩個(gè)顯而易見(jiàn)的方法是能量采集和無(wú)線充電。

對(duì)于能量采集，光伏電池和采集雜散RF信號(hào)是很有潛力的技術(shù)。振動(dòng)能量采集及熱電發(fā)電也是可能的，但由于人類(lèi)動(dòng)作的頻率及人體四周的溫差是有限的，這意味著其潛力非常有限。然而，由于我們對(duì)可穿戴設(shè)備的功能要求不斷增加，能量采集似乎很難成為始終開(kāi)啟的可穿戴設(shè)備的唯一電源，而有可能充當(dāng)輔助電源，幫助延長(zhǎng)主電池的續(xù)航時(shí)間。

無(wú)線充電則更有潛力成為主電源。由于可穿戴設(shè)備需要穿戴在身上，所以最有前途的選項(xiàng)是松散耦合無(wú)線充電，其中RF信號(hào)在一個(gè)延伸的區(qū)域內(nèi)向多個(gè)獨(dú)立設(shè)備供電，類(lèi)似于Wi-Fi系統(tǒng)以無(wú)線方式將多個(gè)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連。