[科普中國(guó)]-智能手環(huán)

智能手環(huán)是一種穿戴式智能設(shè)備1。通過(guò)智能手環(huán)，用戶可以記錄日常生活中的鍛煉、睡眠、部分還有飲食等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與手機(jī)、平板、ipod touch同步，起到通過(guò)數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。

智能手環(huán)作為目前備受用戶關(guān)注的科技產(chǎn)品，其擁有的強(qiáng)大功能正悄無(wú)聲息地滲透和改變?nèi)藗兊纳?。其?nèi)置的電池可以堅(jiān)持10天以上，振動(dòng)馬達(dá)非常實(shí)用，簡(jiǎn)約的設(shè)計(jì)風(fēng)格也可以起到飾品的裝飾作用。

簡(jiǎn)介手環(huán)本來(lái)應(yīng)該是一種裝飾品，不過(guò)這只是當(dāng)智能科技推開(kāi)了它的大門(mén)之前的事情了。現(xiàn)在的它正在嘗試記錄用戶的健身效果、睡眠質(zhì)量、飲食安排和習(xí)慣等一系列相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且可以將這些數(shù)據(jù)同步到用戶的移動(dòng)終端設(shè)備中，終端設(shè)備可能會(huì)根據(jù)自己的“分析功能”給出相關(guān)建議，起到通過(guò)數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。它可以說(shuō)是一款高檔的計(jì)步器，具有普通計(jì)步器的一般計(jì)步和測(cè)量距離、熱量、脂肪等功能，同時(shí)還具有睡眠監(jiān)測(cè)、高檔防水、藍(lán)牙4.0數(shù)據(jù)傳輸、疲勞提醒等特殊功能2。

智能手環(huán)作為可穿戴設(shè)備，外觀往往很酷。智能手環(huán)這種設(shè)計(jì)風(fēng)格對(duì)于習(xí)慣佩戴首飾的用戶而言，頗具有誘惑力。小小智能手環(huán)個(gè)頭不大，其功能還是比較強(qiáng)大的，其開(kāi)發(fā)涉及智能手環(huán)MCU數(shù)據(jù)指令到藍(lán)牙IC的傳輸、藍(lán)牙到APP的數(shù)據(jù)通信協(xié)議、APP到手機(jī)內(nèi)部的通信調(diào)試邏輯實(shí)現(xiàn)、APP數(shù)據(jù)到云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)算法設(shè)計(jì)等一系列的開(kāi)發(fā)2。

以睡覺(jué)為例，在睡前將手環(huán)設(shè)置為睡眠模式，并通過(guò)低功耗藍(lán)牙與智能手機(jī)實(shí)時(shí)同步，便可看到入睡時(shí)間、清醒時(shí)間、深睡/淺睡、整體的睡眠質(zhì)量等信息。而對(duì)于減肥和健身的人來(lái)說(shuō)，智能手環(huán)是一個(gè)負(fù)責(zé)的私人教練，可以告訴用戶每天的運(yùn)動(dòng)路徑、消耗卡路里和攝入熱量；可以設(shè)置運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，如要走多少步、消耗多少卡路里等，還會(huì)實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)的完成率，運(yùn)動(dòng)減肥都可以量化，對(duì)于不能堅(jiān)持的人來(lái)說(shuō)是一大福音。智能手環(huán)具有高檔防水功能，可以戴著手環(huán)在淺?；蛘吆永镉斡?，克服了傳統(tǒng)計(jì)步器無(wú)法跟蹤游泳運(yùn)動(dòng)的缺陷，使用也更加廣泛2。

構(gòu)造智能手環(huán)主體一般采用醫(yī)用橡膠材質(zhì)，記憶橡膠材質(zhì)。天然無(wú)毒，外觀設(shè)計(jì)高檔時(shí)尚、大方，不僅具有運(yùn)動(dòng)健康秘書(shū)的功能，還具有時(shí)尚配件的功能，外觀有流線花環(huán)，顏色多樣。

兩端則設(shè)有銀色涂層金屬帽，非常適合佩戴，這也讓其有別于帶有卡鎖或者紐扣的傳統(tǒng)手環(huán)。

智能手環(huán)內(nèi)部?jī)?nèi)置了一顆續(xù)航時(shí)間可達(dá)10天的鋰電池，一個(gè)震動(dòng)馬達(dá)和一個(gè)動(dòng)作感應(yīng)加速計(jì)3。手環(huán)末端小尺寸的銀帽則是用于更改設(shè)置的按鍵，另外一段則是一個(gè)用于和手機(jī)連接的3.5毫米插頭。

功能基本功能可以說(shuō)計(jì)步和睡眠質(zhì)量追蹤已經(jīng)是當(dāng)下所有智能手環(huán)最基本的功能了，這 2 個(gè)最基本的數(shù)據(jù)都是依靠手環(huán)中的智能傳感器和閃存芯片來(lái)測(cè)量并記錄的。而消耗熱量、行走距離、睡眠質(zhì)量等其他數(shù)據(jù)均是以這 2 個(gè)數(shù)據(jù)為基本值，加入用戶身高、體重、年齡等數(shù)值通過(guò)軟件計(jì)算得出的。不過(guò)，以現(xiàn)如今使用運(yùn)動(dòng)傳感器的方案來(lái)說(shuō)，在計(jì)步上，或多或少的都會(huì)存在一定的誤差。

所以對(duì)于手環(huán)來(lái)說(shuō)，內(nèi)置傳感器對(duì)動(dòng)作的偵測(cè)和軟件的算法是提升計(jì)步精準(zhǔn)度最大的前提。通過(guò)以上的測(cè)試對(duì)比我們不難發(fā)現(xiàn)，在相同測(cè)試條件下，累計(jì)步數(shù)值越小的手環(huán)則在計(jì)步上有著更高的準(zhǔn)確度，所記錄的步數(shù)與真實(shí)行走步數(shù)更加貼近。

當(dāng)然，除了計(jì)步之外，睡眠追蹤也是智能手環(huán)的一大基本功能，不過(guò)對(duì)于每天需要手動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉睡眠追蹤功能的手環(huán)來(lái)說(shuō)，Garmin Vivofit 支持自動(dòng)、手動(dòng) 2 種睡眠追蹤的模式設(shè)計(jì)則是相當(dāng)人性化了，畢竟我們有時(shí)候難免會(huì)出現(xiàn)忘記開(kāi)啟或關(guān)閉睡眠追蹤而出現(xiàn)數(shù)據(jù)斷檔的情況。

續(xù)航時(shí)間：頻繁充電仍是噩夢(mèng)續(xù)航時(shí)間短已經(jīng)是目前多數(shù)便攜數(shù)碼產(chǎn)品的通病，礙于鋰電池技術(shù)發(fā)展緩慢的限制，讓目前電池容量和其體積成正比的關(guān)系導(dǎo)致許多設(shè)備都需要消費(fèi)者不定期的頻繁充電。然而對(duì)于人們需要 7×24 小時(shí)連續(xù)佩戴在身上的智能手環(huán)來(lái)說(shuō)，在何時(shí)充電才能避免數(shù)據(jù)斷檔，是每個(gè)用戶都需要仔細(xì)計(jì)算的。

震動(dòng)喚醒智能手環(huán)內(nèi)置了震動(dòng)組件，它擁有一項(xiàng)非常具有特色的功能就是通過(guò)振動(dòng)喚醒睡眠中的你。用戶可以在設(shè)置中選擇手環(huán)鬧鐘來(lái)激活震動(dòng)喚醒功能，設(shè)定好時(shí)間然后保存即可，或是有重要事件也可設(shè)置提醒。這種喚醒或者提醒方式相比于鬧鈴來(lái)說(shuō)可謂健康許多，因?yàn)檠芯勘砻鞅霍[鐘叫醒會(huì)使人產(chǎn)生心慌、心情低落等情緒，甚至影響人的記憶力、認(rèn)知力和計(jì)算速度等。

睡眠追蹤用戶在睡前與醒來(lái)后分別按一下金屬帽，這樣昨晚的睡眠數(shù)據(jù)包括睡眠的時(shí)間和質(zhì)量就可以通過(guò)智能手環(huán)同步到手機(jī)或者平板電腦上。智能手環(huán)為我們清晰記錄了入睡時(shí)間、深度睡眠時(shí)間、淺度睡眠時(shí)間和清醒時(shí)間等四項(xiàng)信息，除了記錄當(dāng)天的睡眠數(shù)據(jù)之外還有本周的睡眠情況，并將每日數(shù)據(jù)生成鮮明的彩色圖。最后你還可以把查看本周的睡眠情況和這些數(shù)據(jù)分享到微博、微信等主流社交平臺(tái)之上，與你的好友一起交流你的睡眠情況，針對(duì)手環(huán)的分析結(jié)果對(duì)自己的睡眠進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)智能手環(huán)最重要的功能非運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)莫屬，它可以把用戶每天行走的步數(shù)詳細(xì)而準(zhǔn)確地記錄下來(lái)。用戶可以通過(guò)手機(jī)查看智能手環(huán)同步的數(shù)據(jù)，主要有當(dāng)天運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、空閑時(shí)間、運(yùn)動(dòng)路程、走路步數(shù)和能量消耗等情況。平時(shí)運(yùn)動(dòng)少的使用者，可根據(jù)制定目標(biāo)來(lái)完成，例如設(shè)定24小時(shí)內(nèi)完成步行五萬(wàn)步等。在辦公室工作的用戶長(zhǎng)期坐著不動(dòng)，智能手環(huán)也能偵測(cè)到并會(huì)提醒你做一些簡(jiǎn)單的舒展運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)一下筋骨預(yù)防肌肉勞損。智能手環(huán)還能根據(jù)年齡、性別、身高、體重以及活動(dòng)的強(qiáng)度和時(shí)間來(lái)計(jì)算消耗的熱量。

膳食記錄合理控制膳食同樣也是健康生活的重要組成部分，智能手環(huán)雖然不具備食物辨識(shí)能力，但其強(qiáng)大的軟件可以為用戶提供一個(gè)非常完善的食物庫(kù)。用戶可以在食用時(shí)添加食物圖片或者拍照記錄所吃的食物并選擇進(jìn)食的分量，隨后軟件將會(huì)為我們展示所攝入食物包含的能量是多少，并最終通過(guò)時(shí)間和餐飲類(lèi)型為我們統(tǒng)計(jì)一天的能量攝取量。這樣的膳食記錄方式雖然并不能完全準(zhǔn)確地計(jì)算出我們真實(shí)的能量攝取情況，但可以為我們的飲食生活提供一個(gè)基礎(chǔ)的參考依據(jù)。而且智能手環(huán)不僅僅關(guān)注熱量，它還通過(guò)將記錄的食品與營(yíng)養(yǎng)學(xué)家建議的日常營(yíng)養(yǎng)攝取百分比進(jìn)行對(duì)比，讓用戶更加了解攝入食物的健康指數(shù)，選擇健康平衡的食譜。功能五：心率測(cè)量。智能手環(huán)還有一項(xiàng)特別有趣的功能就是測(cè)量心率。用戶只需將智能手環(huán)佩戴在手腕上即可輕松地知曉自己在任一時(shí)刻的心率，然后可以利用其在睡眠或是運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率得出科學(xué)的睡眠方式和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。雖然某些用戶反映手環(huán)心率測(cè)量方式的準(zhǔn)確性并不高，但隨著科技的發(fā)展相信有關(guān)的技術(shù)手段會(huì)越來(lái)越成熟。另外，用戶可以把心率的測(cè)量結(jié)果通過(guò)手機(jī)分享給朋友，也是一件非常有意思的事。

同步方式智能手環(huán)仍然無(wú)法擺脫對(duì)末端硬件和軟件的依賴(lài)，畢竟在收集大量數(shù)據(jù)之后，我們還需要與手環(huán)相應(yīng)的APP 進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，才能夠?qū)崿F(xiàn)永久的記錄和分析功能。所以，智能手環(huán)與手機(jī)或者電腦的同步方式是否足夠方便，也是影響用戶使用體驗(yàn)的一大因素4。

提醒功能只有加入了提醒功能，我們才能更加直觀的通過(guò)手環(huán)來(lái)了解到當(dāng)前目標(biāo)的完成狀態(tài)或進(jìn)度。比如已經(jīng)走了多少步、離當(dāng)日目標(biāo)還差多遠(yuǎn)等等。不管是用 LED 還是屏幕，或者是震動(dòng)，都要比我們掏出手機(jī)在 APP 端上查看來(lái)的方便。多數(shù)智能手環(huán)雖然都具備基本的提示功能，但是在我們需要查看狀態(tài)時(shí)，還需要另外一只手對(duì)手環(huán)進(jìn)行操作，才會(huì)激活上面的顯示屏或 LED 燈。雖然這種平常處于關(guān)閉狀態(tài)下屏幕會(huì)延長(zhǎng)一定的續(xù)航時(shí)間，但對(duì)于一些懶人來(lái)說(shuō)，那種與手表相同的抬手即看效果仍然是最佳的解決方案。

網(wǎng)絡(luò)功能智能手環(huán)還具備社交網(wǎng)絡(luò)分享功能，比如用戶可以將睡眠質(zhì)量、飲食情況和鍛煉情況以及心情記錄等通過(guò)綁定應(yīng)用進(jìn)行分享。對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，它還是一位保護(hù)神。通過(guò)內(nèi)置的GPS連接器，它可以隨時(shí)將身體狀況及位置隨時(shí)知會(huì)相關(guān)醫(yī)院或家人5。

智能手環(huán)是一種穿戴式智能設(shè)備。通過(guò)這款手環(huán)，用戶可以記錄日常生活中的鍛煉、睡眠和飲食等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與iOS或者Android設(shè)備同步，起到通過(guò)數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。

特性智能手環(huán)內(nèi)置低功耗藍(lán)牙4.0模塊，可以與手機(jī)、平板、PC客戶端進(jìn)行連接，可以隨時(shí)隨地設(shè)置身高、體重、步幅等信息和上傳運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。另外，智能手環(huán)還具備社交網(wǎng)絡(luò)分享功能，比如用戶可以將睡眠質(zhì)量、飲食情況和鍛煉情況以及心情記錄等通過(guò)綁定微博等社交網(wǎng)絡(luò)端進(jìn)行分享5。

每當(dāng)疲勞提醒時(shí)間一到，智能手環(huán)會(huì)以鬧鐘的形式提醒注意休息，適合現(xiàn)高壓力的辦公室人群，設(shè)計(jì)很人性化5。

在使用時(shí)間上，由于智能手環(huán)內(nèi)部?jī)?nèi)置了一顆鋰聚合物電池，續(xù)航時(shí)間可達(dá)10天，續(xù)航能力還是很強(qiáng)的。
智能手環(huán)作為一款興起未多久的高科技可穿戴式智能設(shè)備，價(jià)格普遍較高。

醫(yī)用健康手環(huán)可以測(cè)量脈搏、心率、皮膚溫度，以及其它環(huán)境信息，如光照及環(huán)境噪音水平。通過(guò)健康手環(huán)，即使病人不在醫(yī)院，醫(yī)生也能追蹤并了解他的健康情況。不過(guò)，谷歌手環(huán)不會(huì)作為普通電子消費(fèi)品推入市場(chǎng)，而是把它能作為一個(gè)專(zhuān)業(yè)醫(yī)療設(shè)備提供給病人或用于臨床試驗(yàn)5。
盡管，目前市面上有很多智能手環(huán)，其中也有涉及到健康的領(lǐng)域，但是大多數(shù)手環(huán)的健康模塊功能都是在于監(jiān)測(cè)睡眠，運(yùn)動(dòng)提醒等，很少有專(zhuān)門(mén)針對(duì)幫助用戶治療身體的手環(huán)。因此這一款醫(yī)療級(jí)別的健康手環(huán)，不僅僅是谷歌實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)具有著長(zhǎng)遠(yuǎn)前景的大項(xiàng)目，也將會(huì)是未來(lái)智能手環(huán)的一個(gè)重要的發(fā)展方向5。

發(fā)展前景從上面用途來(lái)看，它的潛有客戶是2億中國(guó)年輕人及1.5億的中國(guó)老年人或準(zhǔn)老年人。以每只運(yùn)動(dòng)手環(huán)200元計(jì)算，它是中國(guó)未來(lái)700億市場(chǎng)；加之中國(guó)為全球的世界工廠， 上面的市值的五倍，即3500億， 就是各大廠家及公司虎視眈眈的來(lái)由了。

隨著智能手機(jī)中配置的感知器與高運(yùn)算能力成為常態(tài)，穿戴式電腦科技正在快速發(fā)展6。這也使得穿戴式智能設(shè)備成為了電子商務(wù)企業(yè)下一個(gè)必爭(zhēng)之地。

在社會(huì)高速發(fā)展的今天生活條件變好了，但常常會(huì)感覺(jué)身心疲憊，生活的幸福指數(shù)不高。每天高強(qiáng)度的工作，職場(chǎng)上復(fù)雜的人際關(guān)系，長(zhǎng)期奔波忙碌導(dǎo)致健康透支疾病上身。智能手環(huán)適合那些忙碌的白領(lǐng)、居家人士和有志減肥者，它提供的睡眠、運(yùn)動(dòng)、飲食監(jiān)測(cè)正是這些人所需要的。智能手環(huán)更像是健康的監(jiān)督官，能時(shí)刻提醒你關(guān)注自己的身體健康狀態(tài)，督促你多做運(yùn)動(dòng)、合理飲食、注意睡眠。但是，任何工具都不能提高人的身體健康，提高身體健康的方法只有靠自己養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。首先應(yīng)該堅(jiān)持適當(dāng)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)作幅度較小、熱量消耗較大的有氧運(yùn)動(dòng)適合大多數(shù)人，比如慢跑、走路、游泳、騎自行車(chē)等。適當(dāng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能刺激神經(jīng)細(xì)胞，促使“快樂(lè)信使”多巴胺的分泌，同時(shí)加快人體新陳代謝，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。其次要努力減輕壓力。最大程度地采取傾訴、跑步等方式排解工作、生活帶來(lái)的壓力，讓內(nèi)心得到更多的緩沖空間。然后要合理調(diào)節(jié)飲食，學(xué)會(huì)健康飲食是養(yǎng)生的重要組成部分。一日三餐要保證數(shù)量與質(zhì)量，多選擇新鮮、當(dāng)季的蔬菜水果，從而預(yù)防肥胖、糖尿病、高血壓等慢性病。最后也是最重要的就是重視自我健康管理。每年至少安排一次健康體檢和健康評(píng)估，警惕身體出現(xiàn)的危險(xiǎn)信號(hào)。養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，要定時(shí)進(jìn)食，定量喝水，養(yǎng)成早睡早起的好習(xí)慣。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

孫銳 - 教授 - 合肥工業(yè)大學(xué)