传感器是未来世界的核心（上）

未来5—10年，会对中国经济和GDP产生最大影响的一个市场就是物联网。

我们知道未来整个科技行业最大的主题是5G，5G是整个通信的基础设施，在5G之后主要是三个问题，第一个是如何输入数据，第二是如何处理数据，第三，如何输出转化数据。在输入数据中，最核心的是物联网，而物联网中最重中之重是传感器。所以整个传感器行业未来空间是比较大的。这里先介绍一下传感器，第一，市场需求、需求的空间；第二，介绍一下技术路线；第三，介绍一下目前的竞争格局。

如果看运动传感器，即IMU（加速度计和陀螺），在消费类市场全世界只有三家公司大量供货，一个是博世，一个是意法半导体，还有一个是Inven Sense，2017年给TDK收购的那一家。通过这些你可以知道传感器进入门槛是非常之高的。

未来5—10年，会对中国经济和GDP产生最大影响的一个市场就是物联网。物联网里面主要分三块，第一是数据采集，第二是算法，例如我们讲人工智能（AI）或者边缘计算（Edge Computing）等等的都是提高算力。第三是通讯，那就是5G。

　　数据的采集主要靠传感器，它是把物理世界的信号转化成数字世界信号的主要转换器。传感器类别非常广、非常多，从传统的气压、CIS图像、麦克风到运动传感器。

　　运动传感器历史较久，最早是从军工像火箭这些开始。德国二战时候，V2导弹火箭最早开始用加速度陀螺做成一个惯导系统，随之以后在所有的运动器械里面如汽车、机器人、工业物联网里面的一些设备，全部使用运动传感器来感知它的行动。

　　过去这些传感器往往用的是非半导体方法做，特点是精度很高，但是体积很大，功耗也很高，成本当然也很高。从2000年开始用MEMS办法来做运动传感器，MEMS就叫Micro-Electro Mechanical Systems，基本上是微型的电子机械系统，机械系统的结构原理跟原来用的一些大型非半导体做法是一样的，它是个机械的装置，加速度计是感知物体平行运动，上下前后左右，陀螺是测量物体的转动，加了电以后陀螺高速稳定转动，通过物体的角度变化就可以算出角度变化。

　　用了MEMS以后，结合了半导体的制造能力，整个运动传感器有了非常快速的发展。它的核心特点就是它可以做到体积很小、功耗也很低，成本也会非常低，所以在消费类市场上得到长足的应用。

在智能手机之后，看好智能手表明年的发展

　　智能传感器之后，可穿戴毫无疑问是个很大的爆发性市场。因为智能手机是从电话开始的这样一个基本通信功能基础上叠加了很多智能的功能，但是可穿戴是完全不一样的角度，它是以人本来的需求开始的，更加切合人对电子产品使用的方便性的需求，以及比如现在可穿戴里面很多对人的身体、运动状况的检测、包括体征的检测，所以更加是以人为本的产品。

　　可穿戴产品实际上起来了很长时间了，7-8年前美国一些公司像Fitbit很早开始做，但是没有起来很快，有几个很大的原因。第一，当时的硬件技术也不够好。第二，是通讯技术没有很好的发展起来，现在5G平台上面可穿戴的传感器技术包括我们的运动传感器，功耗下降非常多，包括像MCU base、蓝牙等等的，这个跟七、八年前的差异及进步都非常大。

　　现在可穿戴不是单单的可穿戴，实际跟手机已经构成了非常紧密的关系，很大的计算量可以用手机完成，但是一些非常个性化的跟人有关的计算就在可穿戴完成。包括你的手表，手表又结合了TWS耳机，这样构成一个闭环，对人体征的检测，包括一些简单的通讯都能够很好的完成了。

关于消费类应用：位置物理空间信息至关重要，运动传感器实际上是最重要的基础。

　　除了我们讲的手表、耳机等等，还有很多消费类应用。我们定义为是类工业产品，像扫地机器人，还有如pos机等，现在pos机上面安装了越来越多安装运动传感器来做它的跟踪。相信这样的概念会很快大规模的应用到高价值的物流上面去。

　　同时现在的所有的智慧家居有关的应用，包括甚至智慧门锁等，同样越来越多的安装了以运动传感器为基础的一些定位的传感器系统。

消费应用方面的未来价格趋势

　　价格竞争在消费市场当然是永恒的主题，但我个人感觉，因为传感器它提供了两个概念，一个是功能，还有一个性能。越来越多的应用跟性能有关，性能好需要有更加高精度的传感器，或者下面的ASIC处理会更加复杂。过去手机应用没有对传感器要求主要在功能层面，没有高性能的要求，可能大家就会单纯的追求低价，但随着对性能的要求起来以后，未来传感器的趋势会在性能和价格当中找到一个合适的平衡。

传感器的性能涉及两个方面，第一是单个传感器的精确度，第二是能否做到多种数据的结合，通过多种数据能够算出一些东西来，产生新的性能，新的数据。

耳机会不会也会成为智能化产品，可以检测运动睡眠？

　　耳机肯定会是一个很大的智能化产品市场，因为根本上来讲，你可以看到包括手机、手表、耳机是完全跟人的眼睛、耳朵还有感触相连接的，耳朵是很主要的一块，在这个里面检测运动睡眠这些需求，对传感器技术来讲，都已经不是个问题。

　　目前的TWS耳机当然主要还是专注在它的耳机本身的功能，就像手机最开始一样，大家专注在手机跟通讯的基本功能上面。但是这个耳机上会逐步集成更多的传感器，包括有光传感器在里面，加速度传感器，或者现在变成加速度+陀螺都在里面，通过一些算法将包括心率检测等的功能结合在一起，完全可以达到刚才讲的运动、睡眠等体征信息采集。

运动传感器未来会不会和其他传感器整合，模组化方向发展？

　　我们相信模组化的传感器毫无疑问是个方向，随着物联网起来，在每一个单元上面它的基本配置是需要有通讯的配置，需要算法的配置，这个配置是个基础，在这个上面如果有更多传感器模组在里面，就可以接受到更多不同的信号，当然产生的数据量和价值就更多。

　　我看好组合传感器。组合传感器的一个方向是有几种不同传感器，另外一种方向我们在传感器上还结合了ARM Base的MCU，包括还有蓝牙，构成这样一个产生数据、计算数据、传输数据的模组。模组化另外一个角度来讲，也就是把你传感器的一个触角又更加延展出去。举个例子，如市内导航，除了运动传感+陀螺以外，还需要磁传感器放在一起做融合算法，能够有更好的定位。

关于手机端趋势：将加入各种新的传感器应用

新的传感器加到手机里面，第一可能要充分用到手机这样一个大的计算能力的平台；第二，依托手机这样比较大的设备承载新的一个feature。

　　比如讲在视觉方面，可能我们会把所谓的非智能红外传感器放在上面，你就会产生一些新的感受，如在很暗的地方照样可以看到图像。另外，现在有一些新的传感器功能如手持式的超声，是不是会在这个上面加上去，在以手机为硬件基础，真正达到家用的效果。

　　还有包括我们现在很多的运动，一般到健身房让教练教你，但是回来以后很多动作自己做，也不知道到底准确不准确。如果说把一些传感器贴在身体上，由手机提供计算，模拟动作，矫正动作，可能会是个很大的应用。

如何看医疗相关传感器在消费级的应用？

　　刚才我讲了比如手持式的超声，这就是我们定义的消费类的医疗应用，我前面也定义了一个叫类工业应用，类工业是什么？这个产品对传感器性能要求跟工业差不多，但是它不需要像工业产品要求提供10年、20年、30年的可靠性，它是消费类的工业产品，成本也不可能容忍像工业产品这么高，所以是介于工业跟消费类之中，我们定义叫类工业。消费类的医疗也就是类似这样的概念。包括刚才讲的手持式做B超的，从根本上来说就是一个用MEMS技术结合压电材料做的探头，它有一个数据线跟手机联在一起，手机提供了强大的计算能力，使得B超功能在以传感器为中心的手持式器件上完成。

手持式超声主要用于什么？

　　如同血压计进入家庭一样，手持式的超声进入家庭也会是一个重大的突破，简单讲你可以检测很多原来一定要去医院才能检测的项目。另外现在在研发的家庭测血糖的设备，也是手持式的，传统血糖测量是要刺出血来才测量，但是现在用传感器像胶布一样贴在人的皮肤上，通过测量表皮10个微米左右的体液分布，就能够了解血糖的情况。

　　医疗当中的应用，比较困难的的是算法，因为人的身体是一个系统，我们无论用哪一种单个传感器测只是测出一部分的一个生命体征，单靠这样的测量信息不容易准确反映身体的变化，如果有不同的传感器，测量不同的数据，通过算法融合，就有机会产生一个比较准确的对身体状况的描述。

　　前段时间大家在讲的中医脉诊仪，实际上是个很好的例子。中医通过诊脉，结合不同流派的脉象理论，来了解人的身体状态，我们也去研究过这样一个传感器系统，用压力传感器的矩阵在手上寸/关/尺三个部位上测微弱的血流的流体动力学的特征，再结合运动传感器，把物理现象变成了一组数据，但是这个数据到底反映了人的什么样的身体变化，我们并不知道。我们需要把这个数据再复原到原来的物理现状，跟中医一起结合脉象理论，把人的生命体征反映出来，这个过程就是算法的过程。

在AR、VR上的应用怎么看？

　　AR、VR是概念相对比较早提出的产品，已经有好多年了，为什么没有起来？很重要的两个原因，一个是没有5G，所以大量数据没有办法传输，当然这些数据无法变成很大的价值。第二，人使用不舒服。因为AR、VR产品主要关联人的眼睛和运动平衡系统，人对这类的精度变化非常敏感，非常容易有不适的反应，如头昏等。运动传感器在这类应用上有很大的作用，尤其是IMU，有一款IMU曾经就用在谷歌的DaydreamVR中。

如果苹果手表未来采用血糖检测，血糖检测什么原理？

　　血糖检测实际上有很多不同的办法来测，传统测量一般需要采血。可穿戴产品如手表一般是通过光学的办法，测血液里一些元素的光谱变化，来实现血糖的检测。但是表征血糖的光谱信号是较弱的，使用什么波长的光，怎么能够做得很有效，是一个蛮大的机理研究。一个设备，无论是手表为基础，或者手环为基础，或者单个测血糖的产品，如果能够实现不采血，我认为都是非常好的产品。

看好电视社交化后远程医疗的应用。

　　电视社交化后远程医疗这样的一个方案对中医的普及会起到积极推进的作用。实际上中医跟西医最大差别是西医可以量化，大家拿一张X光的照片或者是心电图照片，在各个地方都能看、都能判断。中医比较难，因为它和人有很大相关性。同样的脉象，不同中医的诠释可能是不一样的，同一个人，同样一个中医，早上搭的中午搭的晚上搭的脉象也会不一样，如何建立一个数据的量化体系是最关键的，这个里面传感器肯定是会起一个非常非常重要的作用，只有传感器出来数据以后，才会有量化的基础。

　　由于人体是一个复杂的系统，我相信这个传感器肯定是组合传感器，并不是一类传感器，一类传感器只能截取它相关的数据，很难反映周边环境变化，人的体征变化，对它截取的数据产生影响，所以需要组合传感器综合来判断。

前面讨论了医疗传感器，其实医疗数据也需要和运动位置数据紧密结合才有意义？

　　很简单的一个例子，测心率，人坐在那里，稍微走动和剧烈走动，测出的结果完全会不一样，如果只是靠一个心率器，没有办法判断你的状态，只能测到这个运动状态的变化，结合心率和运动两类数据，对身体整个的情况就有一个比较系统的了解。

如果组合，是运动整合生物还是生物整合运动传感器？

　　至于运动整合生物还是生物整合运动，要看测什么东西，一般来讲生物数据应该是比较直接的截取，但是它通过运动知道这个生物处于什么样状况，可以对得到的截取的数据进行一些修正。

　　总结，我们可以看到，第一，就是整个运动也就是位置物理空间信息是很重要的，因为在互联网现在看到最重要的就是位置信息，运动传感器实际上是最重要的基础，它未来是跟其他各种传感器更好的结合整合，产生更精确的数据，与各种应用结合。

　　第二，可以看到在手机端的趋势是各种新的传感器应用。同时刚才讲到耳机的智能化、手表、AR、VR这些应用都会起来。