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可穿戴设备

可穿戴设备

可穿戴设备（Wearable Devices）是指应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化配置的设备，将各类传感、识别、连接和云服务等技术综合嵌入到人们的眼镜、戒指、手表、手环、服饰及鞋袜等日常穿戴的设备中，来实现用户五感能力拓展、生活管家、社交娱乐、健康监测等功能。可穿戴设备的领域覆盖军事、健康管理和医疗、运动和健身、智能家居和物联网、金融和支付、娱乐和文化。

作为互联网和物联网深度融合的重要体现，智能可穿戴设备产品形式多样。按穿戴方式主要分为头颈类、上肢类、躯干类、下肢类4大类型。头颈类可穿戴设备主要有虚拟现实（VR）和增强现实（AR）类的智能眼镜，用户可通过语音或者手势对设备进行操控。上肢类可穿戴设备主要有Jawbone UP、智能手表等，这些设备可通过各类传感器实时检获得用户运动或睡眠时的身体数据。躯干类可穿戴设备，主要有全身外骨骼和智能衣物等，它可以穿戴于人体躯干上辅助增强人体的机能或实现某种特定功能。下肢类可穿戴设备，常见有下肢外骨骼和智能鞋垫等，可以辅助增加穿戴者的下肢力量、分担体力消耗。

截至2023年12月，可穿戴设备的功能涵盖了人们社交生活、娱乐、健身、导航等方面。自2012年谷歌眼镜亮相，智能可穿戴设备销量不断上升，品类日渐丰富，从健康监测、社交娱乐到虚拟现实等功能均有涉及。2020年智能穿戴设备全球出货量达到了14.8亿件，同比增长11.4%。IDC的统计数据显示，2022年全球可穿戴设备出货量与2021年相比下降了7.7%，与2021年的强劲业绩难以比拟，这是该品类出货量的首年下降。尽管经济低迷，但2022年的整体出货量仍达到了4.9亿台，远高于2020年和2019年的水平。

发展历程

可穿戴设备的历史，从起源到发展再到蜕变，已经有了约60年的历史。上世纪50年代出现可穿戴设备的最初形态，一个可用于提高轮盘赌博致胜率的可穿戴电脑设备。在这一设备的影响下，1975年世界上第一款手腕计算机Pulsar 计算器正式发布，这种腕戴式设备不仅可以告诉时间，还可以让用户进行基本的算术计算，它为技术和时尚的融合奠定了基础。1979年索尼推出Walkman卡带随身听，1984年卡西欧手表发布第一款能够存储信息的数字手表，为更复杂的可穿戴设备铺平了道路。1998年出现可以用于记录生活的可穿戴无线摄像头。

2000 年代初见证了蓝牙耳机的兴起。可穿戴设备场景开始扩大，产业规模也开始不断延伸。Fitbit 于 2008 年崭露头角，向世界介绍了健身追踪器的概念，成功引发了人们对专注于健康的可穿戴设备的兴趣。2012年因谷歌眼镜的亮相，被称作“智能可穿戴设备元年”，为AR可穿戴设备奠定了基础。智能手机的创新空间逐步收窄和市场增量接近饱和的情况下，智能可穿戴设备作为智能终端产业下一个热点已被市场广泛认同。2013年，各路企业纷纷进军智能可穿戴设备研发，争取在新一轮技术革命中分一杯羹。

可穿戴设备的初期探索与智能手表兴起于2013年至2015年。Fitbit和Jawbone等品牌的健康追踪器自2013年开始流行，主要功能包括步数追踪、睡眠监测和卡路里计算。2014年9月，苹果公司发布了第一款智能手表Apple Watch，主打心率监测、运动追踪与移动支付三大功能，智能可穿戴设备开始正式走入大众生活。此后，华为、OPPO、三星电子等厂商均迅速推出各自的智能穿戴设备。2016年开始，可穿戴设备开始更好地与智能手机和其他智能家居设备集成，从而提供更无缝的用户体验。Apple Watch Series 4（2018年发布）可控制HomeKit兼容的设备，如灯光、恒温器等。引入了更先进的心率监测功能，包括不规则心率通知和心电图（ECG）记录。通过Apple Pay功能实现了移动支付，用户只需将手表靠近支持无接触支付的终端即可完成交易。台湾国际航电股份有限公司 fenix系列智能手表提供了内置GPS功能，专为户外运动和探险设计，能够追踪运动轨迹、速度和距离。

2019年起，可穿戴设备向更高级的健康检测和个人化服务发展。可穿戴的血压、心率、心电图监测仪，就像一块智能手表。测量数据会上传到手机应用程序中，进行人工智能大数据分析，得出检测报告并与医生共享。在探索智能眼镜，增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的结合领域，谷歌 Glass的升级版本Glass Enterprise Edition 2专为企业环境设计。它集成了AR技术，允许工人在视野中直接看到重要信息和指示，提高工作效率。Oculus Rift和微软 HoloLens等AR和VR头显重新定义了沉浸式体验的可能性。而到了2020年，智能穿戴设备全球出货量达到了14.8亿件，同比增长11.4%。

2021年脑机接口（BCI）是可穿戴技术领域的突破性发展，在医疗健康领域开启新纪元。可穿戴技术（如健身手环和AR/VR耳机）在2022年使用的增加可以归因于该细分市场的高份额。许多制造商，如 Garmin Ltd.、欧姆龙、Apple Inc. 和Nemaura，都专注于创建提供数据的小工具，这些公司专注于推出新产品，以获得行业竞争优势，其中包含临床和非临床信息。IDC 报告称，2023 年第二季度可穿戴设备市场同比增长 8.5%，设备出货量总计 1.163 亿台。这一增长是由前五名之外的小公司推动的，这些公司一直在扩大市场份额，特别是在互联环等新兴产品形式方面。例如，Nemaura的sugarBEAT可穿戴技术通过对糖尿病患者进行频繁的血糖监测，省去了日常的手指点刺校准过程。WHOOP 创始人/首席执行官Will Ahmed指出：可穿戴设备正在从单纯的数据追踪转变为更加注重用户体验和健康数据的实际应用。这包括如何利用这些数据来改善用户的行为和提高幸福感。

可穿戴技术市场分为多种产品类型，包括腕带、眼镜和头饰、鞋类、领带、紧身衣等。包括智能手表和健身追踪器在内的腕戴部分在2022年占据市场主导地位，占总收入的49.45%以上。头饰和眼镜领域也在快速增长，尤其是随着 VR 和 AR 耳机在各个行业的日益普及。消费电子应用占据行业领先地位，占总收入的48.95%以上，而医疗保健领域预计在2022年至2030年期间将出现第二快的增长率，这主要是由于可穿戴设备在该领域的应用不断增加。2022年，北美地区主导全球市场，占据最大份额，占整体收入的33.80%。高科技的采用和新产品的容易获得是该地区的关键驱动力。预计2023年全球可穿戴技术市场规模将达到719.1亿美元。预计2023年至2030年该市场将以14.6%的复合年增长率增长，到2030年预计将达到1861.4亿美元。亚太地区预计将在 2022 年至 2030 年实现最快的增长，其中中国由于供应商数量的增加和对具有竞争力的特色产品的需求而成为一个重要的市场。

功能及应用

智能可穿戴设备的功能覆盖军事领域、健康管理和医疗领域、运动和健身领域、智能家居和物联网领域、金融和支付领域和娱乐和文化领域。

随着物联网等技术的改进，健康监测的相关成本不断降低，其中可穿戴设备已经成为了健康监测的一种可靠工具。截至2023年12月，将多种传感任务集中到一个设备上，实现多种参数的全面监测是可穿戴设备一个重要的发展方向。可穿戴的健康监测设备可以持续监测多项身体指标，既能测量你的血糖水平，也知道你是否过量饮酒，还可以在锻炼过程中监测你的肌肉疲劳程度，所有这些都能在佩戴于皮肤上的小设备中完成。根据调查结果显示，可穿戴技术位列2023年的运动健身趋势榜首，运动手环、VR眼镜、智能骑行头盔、科技跑鞋等多样的智能穿戴设备也被人们所了解和接受，全新的视觉设计、智能目标推荐，智能激励帮助越来越多人培养健康的生活方式和规律的运动习惯。多款产品可依据用户身体参数和跑步历史数据，提出专业训练建议。

除此之外，用户还可以通过精确的活动跟踪与定位数据，更准确地跟踪和管理其健康状况。通过使用29颗地球总轨道卫星中的四颗进行定位，便能够获得误差较小的精确位置。还有一些可穿戴设备具备防水、防尘等特性，可以监测使用者在水下的时间，一旦超过一定时间就会发出警报，防止溺水时难以发现。防水骨传导耳机通过骨传递声音，能够让我们在水中听到声音，完全满足使用者在游泳池或公开水域尽情畅游的需求。

军事领域

在军用领域，可穿戴装备的发展十分迅速，可穿戴设备具有体积小、重量轻、信息化程度高等诸多特点，不仅有利于作战任务的完成，还能帮助士兵在信息化战争中更快速、准确地感知和利用信息。可穿戴外骨骼、作训服、头盔、单兵电台等新型装备层出不穷，尤其是运用仿生技术的可穿戴外骨骼和智能作战服等，能够大幅增强士兵的机动携行能力和综合防护能力。一方面，军用可穿戴装备能够全面提升士兵的生理机能。另一方面，军用可穿戴装备高度聚合微型化、智能化和网络化等特点。智能化单兵作战装备越来越离不开电能，可穿戴设备或将在战场“供电”中发挥重要作用。

健康管理和医疗领域

对比传统家用健康设备，只需要充电的穿戴设备拥有便携的机身，不仅能够作为手机的辅助电子手表，还能进行健康指标的24小时连续监测。连续记录的健康数据能够帮助人们随时随地观测人体健康变化，并获得即时的提醒。智能手表还加入专业医疗机构发起的健康研究，配合生态产品的共同发力，编织了一张从主动健康监测到健康分析与建议再到线上问诊的全链路健康服务体系。

运动和健身领域

可穿戴设备让运动更智能。市面上市面上流行的可穿戴设备越做越小，越做越软。舒适的衣物使得智能衣物尤其受到运动员以及教练的欢迎。很多职业运动员和教练，都依赖看录像来调整动作，可穿戴衣物可利用传感器记录3D影像来记录运动表现。针对普通运动爱好者，例如Jawbone UP、智能手表等可以数字化记录使用者的部分运动数据，除了提高运动的乐趣为运动增加一定社交功能外，也在一定程度上帮助运动者更好地了解自身的状态。基于心率数据进行科学地跑步，根据不同的心率区间进行耐力保持、耐力训练和耐力增强，并且也可以实时提醒运动风险，另外基于IMU传感器，能够进行跑步姿态的识别，纠正错误的跑步动作，有效减少跑步导致的关节损伤。

智能家居和物联网领域

智能家居,又称为智能住宅(smart HOME),是以住宅为平台,利用综合布线技术、自动控制技术、网络通信技术、安全防范技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，为家庭用户提供电器控制、家庭安防等功能。可穿戴设备可以使所有小型设备和家电都相互通信，并组成无缝的网络。数据显示，截至2023年2月，智能家居APP和微信小程序月活用户规模分别为2.65亿、0.2亿，在所有智能设备APP月活用户中占比近80%。同时，整个智能家居的产业链更为完整。

金融和支付领域

移动支付（无线电话 payment），在2022柏林国际消费类电子产品展览会上，英飞凌股份公司展示了未来几年支付行业的重要发展趋势：数字钱包、通过物联网设备进行支付，以及生物识别技术。凭借SECORA™ Pay和SECORA™ Connect产品系列，英飞凌将其核心技术的延伸到了面向特定应用的以硬件和软件为基础的完整系统级解决方案，助力实现便捷和安全的支付方式。截至2023年，在零售行业，82%左右的交易都通过非接触式支付进行。无论是传统的银行卡还是智能手机或者手表和戒指等可穿戴设备，都能够进行非接触式支付。它们让支付变得更加方便、快捷，特别是在疫情防控期间，使用非接触式支付也更加安全。

娱乐和文化领域

伴随着数字技术的不断创新与发展，VR/AR可穿戴设备产业发展迅猛，品类日益增多，功能不断完善，产品市场容量呈现快速增长趋势。头戴式VR/AR可穿戴设备，通过与头部、眼部活动相结合，让用户对现实世界的感官处于一种相对封闭的状态，为用户提供一种身临其境的体验，并通过反馈手套等工具实现虚拟世界中的一些相关操作。主要产品类型有头盔、眼镜、眼罩等。截至2023年，这类设备呈现片式化、轻量化发展趋势，具有临场感强、互动性高等特点，适用于游戏、培训、医疗、制造、科普等领域，能够帮助用户或相关行业从业者在一个逼近真实的模拟环境中开展相关活动，如操控虚拟物品、远程设备检修等。

产品分类

当前市场上主要的可穿戴设备产品形态各异、种类丰富，按穿戴方式主要分为头颈类、上肢类、躯干类、下肢类4大类型：

头颈类

头颈类可穿戴设备主要有虚拟现实（VR）和增强现实（AR）类的智能眼镜。它可以将地图、信息、照片、影音等内容投影在镜片上,同时还具有搜索、拍照、通话、定位导航等功能。用户可通过语音或者手势对设备进行操控。其代表产品有谷歌眼镜和微软的Hololens全息眼镜；

谷歌眼镜

谷歌眼镜是一款配有光学头戴式显示器（OHMD）的可穿戴式电脑，由谷歌开发。眼镜佩戴者无需动手就能拍照或录制视频、把图片发给朋友或发布在网上、显示行走路线、用语音指令搜索网络和提供语言翻译。

微软的Hololens全息眼镜

Microsoft HoloLens（“全息透镜”）是微软在 Windows 10 上推出的一个智能眼镜产品，是 Windows Holographic 使用的主要设备。它采用先进的传感器、全角度高清晰 3D 光学透镜头戴式显示器以及环绕音效，允许在增强现实中用户界面可以与用户透过眼神、语音和手势互相交流。其开发代号为“Project Baraboo”。除了能够通过人类注视、手势和语音导航MR体验之外，HoloLens 还支持蓝牙 4.1 设备，例如包装随附的答题器。用户可以使用它来指向虚拟位置，甚至可以在视频游戏中瞄准敌人。

上肢类

上肢类可穿戴设备主要有Jawbone UP、智能手表等。除了传统的时间显示和闹钟提醒功能，这些设备还通过各类传感器实时检查使用者的心率、脉搏、步速、血氧等，从而获得用户运动或睡眠时的身体数据。与手机连接后，还能进行信息提醒显示、地图导航、手机应用操作等。这类设备比较常见的有小米手环、苹果公司Apple Watch、三星GalaxyWatch、华为Watch等。

Apple Watch

Apple Watch是苹果公司于2014年9月10日公布的一款智能手表。Apple Watch的功能丰富而强大，堪称是一款手腕上的迷你电脑，用户不仅可以在Apple Watch上直接与好友打电话发短信，还能通过简笔画来交流。由于内置麦克风和扬声器，AppleWatch还支持语音短信，还可记录和追踪用户当前运动的时间和行程。蒂姆·库克称其为“一款精准的个性化定制玩物”，同时也是“完美融合健康与健身的设备”。

华为Watch

华为Watch是华为在2015年世界移动通信大会（无线电话 World Congress）上发布的首款搭载Android Wear操作系统的手表产品，它采用42mm手表直径尺寸，2点钟方向的按压式表冠。支持安卓4.3以上系统的安卓智能手机，来电提醒、收发短信和邮件、查看日历和社交APP即时通知信息更为简单快捷。华为Watch搭载高通1.2GHz处理器，512MB RAM+4GB ROM的配置组合。与此同时，华为Watch内置心率检测传感器，能够检测静态心率及运动连续心率，记录用户一天的运动数据。

躯干类

躯干类可穿戴设备，主要有全身外骨骼和智能衣物等。它可以穿戴于人体躯干上，通过电子、机械、液压等技术，辅助增强人体的机能或实现某种特定功能。例如雷神公司的XOS全身外骨骼，它由各种复杂的机械结构、传感器、执行机构和控制器等组成，通过液压驱动，可使穿戴者轻松举起90kg的重物，还能击穿76.2mm厚的实木板。智能衣物主要是将小型传感器、智能芯片等编织进衣物，可以感应周围的环境并收集相关信息来实现特定的功能。

全身外骨骼

外骨骼是一种外部设备，可支撑、覆盖和保护其用户，从而提供更高水平的强度和耐力。有时它也被称为“可穿戴机器人”，可以由电池供电并由计算机操作，并结合了电动机和液压系统。

随着越来越多的科技公司投入研发并降低成本，传说中的外骨骼机械衣将走进普通人的生活。全球外骨骼产值2020年已达到3.92亿美元，根据相关预测，到2030年，这一数据将达到68亿美元。

智能服装

智能服装是将智能技术与服装融为一体的高科技产品, 其研发最早起源于军事应用。它结合了电子信息技术、传感器技术、纺织科学以及材料科学等相关领域的前沿技术。智能服装在传统纺织服装的基础上，融合了功能性面辅料、柔性电子技术和智能科技手段。智能服装不仅可用于化工生产、消防等特殊行业，也可用于百姓生活，如健康养老、校园教育。

下肢类

下肢类可穿戴设备，常见有下肢外骨骼和智能鞋垫等。下肢外骨骼可以辅助增加穿戴者的下肢力量、分担体力消耗，常见的有帮助残障人士的助行外骨骼。根据康复治疗需求，可有效协助康复医生和治疗师，对脑卒中和脊髓损伤患者实施步态的康复训练。

下肢外骨骼

下肢外骨骼机器人是一种可穿戴的仿生设备，基于“神经可塑性”原理，针对下肢运动障碍的人群，通过外部带动下肢进行科学、高效、准确的步行康复训练，刺激神经系统重塑，提升下肢自主行走能力，继而加速康复进程。与传统康复手段相比，该技术既可以提高可控的高强度、个性化的康复训练，以减轻临床工作人员的负担，又能客观准确地量化评估患者的运动功能改善情况。

智能鞋垫

智能鞋垫是一种集成了各种传感器和电子元件的鞋垫，可以实时监测和分析用户的行走、跑步等运动数据。它可以与智能手机或其他设备连接，以便用户可以通过应用程序查看和分析收集到的数据。通过测量足底压力变化和分析足底压力分布，可以区分步态模式以进行健康评估和管理。

争议事件

隐私和数据安全问题

可穿戴设备收集了大量信息，这些信息并不会仅停留在设备上，而是存储在云服务中，这就可能为系统的复杂漏洞网络提供了机会，这些漏洞暴露了许多用户希望保密的数据，消费者却面临着个人隐私数据遭泄露的风险。通过将可穿戴设备连接到扩展的生态系统，暴露了更大的攻击面。网络安全专家将其视为一个包括数据生成器、分析引擎和服务提供商的供应链中的每个环节，包括连接网络，都存在潜在风险。

准确性和可靠性

可穿戴设备在广泛人群中的准确性问题令人担忧，尤其当研究涉及到心血管适应症如动态血压测量、心力衰竭检测和药物监测时。对于可穿戴设备而言，统计出来的数据是消费者进一步跟进运动或调整的准则，而若是数据不准确，便无法更为客观地反映出用户当时的状态，而若这种情况出现，那消费者对于可穿戴设备的信心将一落千丈，而可穿戴设备也就失去了其本身的意义。

心理健康影响

可穿戴设备充斥市场，方便使用者监测自身健康状况，但不当使用也可能引发健康焦虑等问题。一方面这些设备便于使用者实时监测自身健康状况，但另一方面由于对智能监测设备数据认知不当，一些使用者出现健康焦虑、就诊增多等问题。使用者应该对监测设备形成正确认知，认识到监测数据对高血压、糖尿病等慢性疾病后期诊断、治疗具有参考价值，但并不作为诊断的唯一参考依据，也不能认定为诊断结果。

法律和伦理问题

可穿戴设备可能引发伦理风险和局限，会产生诸如智能鸿沟、压制自主性、隐私安全等问题。显然截至2023年基于大数据所引发的隐私伦理也处于讨论的风口，随之而来的可穿戴设备伦理问题随着设备的普及也正在发酵，其核心就在于可穿戴设备将人的生命体态特征进行了数据化。日渐流行的儿童电话手表大多被冠以“智能”头衔，以“安全”“便捷”作为产品的最大卖点。火热的同时，其内置的软件内容也频频被爆出存在不良信息，以及内置游戏、广告让家长头痛不已。