马云：20年之后不需要医生了，与专家面对面谈可穿戴式设备

“与专家面对面”活动现场

主办：中国科学技术协会

承办：腾讯

时间：2015年10月11日上午（周日）10：00至11：30

地点：北京航空航天大学沙河校区实验楼4-205

主持人：

张力巍 中国科技馆

讲座专家：

王云峰：中国科学院微电子研究所副研究员。

张鑫：中国科学院自动化研究所副研究员。

“与专家面对面”活动现场

张力巍：各位同学大家上午好！欢迎大家参加中国科普主办、腾讯承办的科普中国科学为你解疑释惑——与专家面对面系列讲座活动，我们今天探讨的是“移动医疗走向现实——可穿戴式设备”这样一个话题。非常高兴请到两位科学家，一位是王云峰副研究员，一位是张鑫副研究员。王老师，是中国科学院微电子研究所、副研究员，微电子研究所健康电子研发中心副主任，中国科学院青年促进会会员，主要研究方向为射频集成电路设计、便携式医疗电子设备研发；张老师，中国科学院自动化研究所、副研究员，模式识别国家重点实验室、脑网络组北京市重点实验室，主要研究方向为脑功能信号检测，目前带领研发团队完成四个系统开发。我们今天这个话题是关于可穿戴设备的，大家听过可穿戴式设备，各种手环、衣服，甚至一些别针大家都见过，具体什么是可穿戴式设备？这个定义是什么样的？请两位专家给介绍一下。

王云峰：可穿戴式设备从表面上讲是我们可以佩戴到身上，或者跟我们衣服各种配件融合到一起这叫做可穿戴式设备，可穿戴式设备不仅仅是硬件设备，它通过各种通讯方式跟我们网络云平台进行一个交互，采集的数据在云平台进行分析，为我们生活，为我们各种身体健康提供服务，我们把这类设备叫做可穿戴式设备，我感觉更准确地讲可穿戴式设备应该加一个智能，可穿戴的智能设备，这才是真正可穿戴式设备。

张鑫：王老师后面提到可穿戴设备真正实现为人们健康包括一些人的感知觉提供一些辅助信息，这样的设备才能真正地成为对人有用的可穿戴式设备。

张力巍：谢谢两位老师，刚才我们提到网络、云平台、分析，这里面具体一点，就是说手环只有连上网才叫可穿戴式设备？

王云峰：可穿戴式设备本身能够采集到的信息，现在大多数的手环如果没有手机配合的话，实际上你是看不到这些数据的，还需要终端移动配合，终端起到什么作用？手机把数据搜集上来进行处理和分析，包括卡路里的计算，包括运动轨迹都依赖于手机智能终端实现的。

张力巍：那也就是我们平常理解的可穿戴，戒指它是可穿戴的，但是它不是一个可穿戴的设备，我们说它有一个很明确的范围概念。刚才老师说要智能，原来我们把好用的东西叫做傻瓜，傻瓜相机、傻瓜电脑，现在变成智能相机、智能手机了。给大家划一个界限，比如说什么样的才能算是穿戴设备？我原来听说过有一个设备给放在床头枕套上的，两位专家觉得这算是可穿戴式设备吗？

王云峰：我感觉这种设备定义为便携式设备，如果把它定义为可穿戴式设备，因为从字眼来说还是佩戴在身上的叫做可穿戴式的设备。

张力巍：跟便携设备区别就是它可穿戴、可佩戴。可以给我们举几个比较典型的可穿戴式设备吗？

张鑫：像Google glass，还有小米手环都算是可穿戴式设备。

张力巍：大家见过小米手环的举手？或者说没有见过小米手环的举手？大家没有见过是吗？我曾经长期佩戴，佩戴三个多月，后来发现我可以估算自己走路的步数就不戴了。

王云峰：现在提多手环，有一个词叫做“百日咳”，刚才主持人讲的三个月，刚好满足百日咳，一百天时间手环的使用热情就过了，这是目前手环存在的问题。

张力巍：我现在戴这个手环唯一功能就是可以刷公交，把它当公交卡。我们提到手环到底有什么作用？它的作用是什么？这种可穿戴式设备作用是什么？我们拿它做什么？

张鑫：我自己也做可穿戴式设备的研发，从个人感觉来说，研发有用的可穿戴式设备，它真正给人的健康，或者给人感知觉的过程你能提供一些辅助的信息。比如说Google glass它可以给你提供额外一些比如说你行程或者其他一些辅助的信息。手环作为可穿戴设备，我使用过程除了计步基本功能的话，包括唤醒，因为我家孩子跟我们一起睡，我早晨闹铃有可能吵醒他，通过振动的唤醒，可以在不打扰他的情况下，唤醒我准时上班，这种能够给人生活和认知过程提供辅助信息的设备，我认为都可以作为典型的可穿戴式设备。

王云峰：像手环我们从它构造来讲，手环有几个主要部件组成，一个是加速度传感器，还有就是存储器，蓝牙，显示器，电池，显示器有的有，有的没有。三轴加速传感器是唯一的传感器器件，也就是说我们手环得到所有数据都是基于三轴加速度，加速度得到什么？X、Y、Z三个轴，得到你身体、手臂三个方向的运动，这个运动里面得到什么？你走路的姿势，走路的步数，还有就是心跳的次数，怎么得到？我们心脏的运动产生的微弱振动会在手臂上反映，从这里面提取到心跳的信息。得到一个心跳信息，刚才讲后面所有的信息，像睡眠分析，像我们卡路里消耗，你设定功能需要输入个人的身高，来计算距离，针对手环来讲所有信息通过我们加速度传感器得到的一系列的信息。

张力巍：也就是说手环通过一个加速度传感器可以推算出来，或者说实时监控出来我们几个数据。

王云峰：对。

张力巍：这个手环如果戴着舒服的话，可以24小时一直监控。

王云峰：现在手环还有一个功能，有一个睡眠分析，深睡浅睡，张老师做脑电的，他应该更清楚，我们睡眠分析更多基于脑电波的分析，手环为什么能测？因为它是测振动的，它认为你睡觉身体完全没有振动了就认为你是熟睡了，从科学来讲我觉得这个由张老师解释睡眠分析是不是准确？

张鑫：谈到这种健康信息，可穿戴式设备面临比较大的问题是标准，因为成熟的医疗设备都有对应的标准，目前这种可穿戴式设备因为是一个新兴产物，国家现在没有形成标准，对健康信息的采集，以及睡眠过程中深睡浅睡的分析，其实国家都没有这样的标准。小米也是利用了这个擦边球，利用振动信息给人深浅睡眠分析，客观来说不够准确，临床真正分析睡眠深浅，需要戴睡眠的记录仪，躺在医院病床上记录这种睡眠信息。这是目前可穿戴式设备发展过程中面临一个问题，我们如何形成既能满足日常应用，又能符合严格标准的设备。

张力巍：那也就是说其实我戴的手环，它告诉我深睡浅睡只是它认为的深睡浅睡，并不是通行的标准，这些数据实时采集以后它怎么用？它是传到网上还是我们有一个中心建立一个数据库，具体使用的方法，它采集数据以后？

王云峰：这是可穿戴式设备面临的问题，每一个厂家都在建自己的数据中心，这里面大家可以看到小米手环几十块钱，硬件实际上已经不赚钱，作为一个厂家手环有它自己的商业目的，肯定不是做公益，唯一目的就是收集大家的数据，小米这么做，华为也这么做，各种各样的手环手表厂家都建立自己的数据中心来收集数据。

张鑫：刚才你提的问题非常好，这是可穿戴式设备下一步发展的方向，我们收集到这么多健康的信息，我们拿这些信息能干什么？因为现在可穿戴式设备渐渐走入医院，我认为可穿戴式设备下一步比较大的发展能跟医院结合，我们把很多健康信息，某个人从20岁到30岁的健康信息作为一个数据，将来30岁某一天他可能生病，这样医院医生可以直接看他20岁到30岁过程中各项身体指标的变化，能够更加准确判断他疾病的情况，我认为这是将来可穿戴式设备真正发挥作用的领域。

张力巍：我们刚刚提到医疗方面的使用，具体在医疗领域里面有哪些案例是用了可穿戴设备得到的数据并且提供帮助的？

王云峰：实际上我们可以看到我们现在血压计、血糖仪、血氧仪能做到很小，可以把它归到可穿戴式设备，在医院用的目前比较多的像动态心电图仪，这个是面向心血管疾病，冠心病这些需要佩戴24小时到72小时，之前在网络技术通讯技术不是很发达的情况下怎么做？先给他一个小盒子你戴一天然后把这个数据还回去，之后医院把数据分析给你一个结论。现在可以做到是什么？我们通过手机，因为我们3G、4G网络传输速率足够快，可以通过手机把信息实时传到医院的后台，医生可以在后台对你的数据做分析评估，有问题可以实时干预的。心脏病为什么在这种场景应用？因为我们心脏病有一个即时性的效果，只有发病的时候心电图才是有价值的，在平时的时候心电图没有价值的，所以动态心电图仪在医院里面目前用的比较广泛，归类为可穿戴式设备。

张力巍：一般取到数据血压、血糖、血氧跟血液有关的，还有病人运动的情况，加速度的情况。原来说跌倒检测非常难做，现在有一个更新吗？比如说老人戴一个手环他突然跌倒需要报警，我们现在可穿戴式设备手环可以做到吗？

王云峰：我觉得跟丢硬币的概率差不多。问题是什么？因为现在戴在手上我们手随时都在动的，因为跌倒检测实际上也是加速度，它也是单独的加速度传感器，它在动的过程中都会对数据分析等等产生一些影响。现在做得比较准确的，比如说我在脚上腰上同时放两个加速度传感器，之间相对的位移，相对的速度做一个判断，可能背离我们可穿戴式设备的初衷，系统做得很复杂，从实用上准确性有提高，但是使用的便利性上带来了一定的问题。

张力巍：如果我们把几个传感器放在一起可能准确率高很多，比如说他跌倒的同时他脑电也有什么变化，我们可以检测他脑袋里想什么这时候可能更安全。

张鑫：这牵扯到另外一个问题，可穿戴式设备要实现功能简化，简化到可能只针对一个应用而且做得很小巧，用户都不能感知它的存在，但是它能够提供非常准确的信息。我们把很多东西揉在一起做成相对来说系统更复杂的东西，稳定性、可靠性就不是一个可穿戴式设备做到的，可能更适合于做成便携的设备。

张力巍：不是把它做成一个手环就是把它做成一个手机。可能可穿戴式设备有一定界限，我们以后慢慢摸看看哪是它的边界。下面问题从技术方面有一些问题，像小米手环体积非常小，电池也非常小，但是一个月才充一次电，能量问题怎么解决？

王云峰：说到能量供给，现在我们所有可穿戴式设备主要采用锂电池，锂电池在目前条件下是最好的选择，一方面电池容量要尽可能大，另外一方面如果说系统功耗非常小，也能使电池使用时间更长。在如何降低功耗这一块有很多技术，像我们传感器技术，现在传感器都是用mems工艺加工的，可以做到很小巧，功耗也很低。我们通讯技术，现在大部分使用低功耗的蓝牙，蓝牙4.0，传输功率零点几毫瓦，这些技术大大降低了设备工作的功耗。除了锂电池之外，现在还有很多充电方式，像我们手机有无线充电，还有太阳能电池，这些电池为什么没有广泛应用？我个人感觉它存在一定缺陷，太阳能电池有体积问题，体积大采集电容量才会多。无线充电存在效率问题，只有设备离得很近充电效率才高，随着距离拉远充电效率逐渐降低。还有生物电技术，用身体热量发电，还有纳米发电，中科院专门有一个纳米研究所他们做纳米发电机，利用衣服的摩擦可以发电，各种各样的充电器。还有现在研究的石墨烯的发电电池，有各种各样的技术，目前这些技术不足以替代锂电池，现在电池问题是很大的问题。

张力巍：我们手环的供电看来有很多问题，但是也能用，一般坚持一天充一次跟我们手机差不多。接下来有一个问题它的数据如何采集的，如何采集我们血压、血氧、血糖，加速度我们知道里面有一个加速度传感器，还有一些脑部信号通过什么技术手段采集这些数据的，可靠吗？

张鑫：对于脑部信号采集我们希望开发的可穿戴式设备是民用的，一般我们通过头皮采集，比如说在神经元信息传递的时候产生的电信号传到，我们在头皮上摆放一个电极，因为这种电极阻抗很低，人体的微弱信号也可以采集，这是对电信号采集。还有我们大脑内进行血液供应满足神经元活动，这种耗氧过程，主要通过近红外光谱技术进行检测，一般通过发射近红外光，通常比如说690纳米，830纳米这样的近红外光到颅内，这种光有什么好处？它对颅骨有一定的穿透作用，它穿透颅骨以后可以到达皮层，然后在皮层穿行过程当中就会受到血液流动的影响，例如血红蛋白就会吸收近红外光，这样我们在传感器上再次检测到的近红外光就已经是包含血液供应，还有血红蛋白浓度变化的信息，我们通过后期算法得到脑内血氧变化，脑部信号采集，目前可穿戴设备能应用的就是这两种技术。

张力巍：数据从我大脑上直接拿到了，从我头上直接拿到了，这个数据再发给医生。这个过程中大家会有一些安全隐私的问题，我一些基本数据被商家拿到了，会不会直接跟我绑起来，我是小米的用户，我有一个用户名，它知道我什么时候突然发热，突然心跳加速，我做了什么事情，在什么地方，可能就会画出一张完整的我的生活路径来，这个方面我们怎么保证用户的安全，或者说有什么技术防范信息泄露？

王云峰：个人隐私数据这个问题，其实是你跟商家利益互换的过程，就是说商家把硬件卖给你以后，你想获得进一步的服务，你必须向它提供你的用户信息，由于现在大数据挖掘很先进了，你生活习惯、爱好、运动轨迹，各种各样的生活方式它都有可能从这里挖掘得到，这些数据如果是正当的使用，它通过这些数据判断你身体状况，给运动提供建议这是我们希望得到。如果说他把这些信息提供给第三方盈利的话目前是不允许的。现在法律没有这个限制，不像我们身份证信息、银行卡信息，有专门法律监管这些数据的使用，从目前来讲这种情况是存在，但是对我们普通消费者来讲我觉得没法去避免的。国家未来可能制定相应的法律来规范个人数据的使用。将来你比如说我数据在我授权应用下应用完以后数据销毁，有相应的规范来去指导数据的使用。

张力巍：记得曾经小米有一个乌龙，它是用手环可以解锁手机，所以只要拿到手机了，如果戴着手环的人在睡觉，把手机靠边，手机可以解锁的。但是苹果的手表反过来，它用手机给手表解锁，这个手表如果你摘下来是自动锁定的，你只有把手机解锁了以后手表才会解锁，所以可能设计思路不同也会导致乌龙情况的减少。有没有我们具体的医疗案例，或者我们能跟大家讲的，我们和医院合作有哪些可穿戴设备的应用，或者其他专家有哪些案例可以跟大家分享一下？

王云峰：刚刚跟大家讲过这种动态心电图监测仪，实际上改变医院的方式，我们在座的各位都是年轻人，去医院次数比较少，但是像心脏病患者的话，他如果要去医院佩戴一次holter的话，他至少要去四次医院，第一次去开单子，第二次佩戴设备回家，第三次把设备还回去，第四次到医院取结果，像北京我觉得去四次医院代价还是很大的，像现在这种设备我们可以做到，你佩戴这个设备可以把数据实时传上去，另外这个设备可以在社区佩戴，数据实时传到医院后台去由医生去给你做分析，大大简化了就医就诊的流程，给用户、患者、医院都带来了极大的便利。

张鑫：刚才王老师提到的信息传递比如说通过云平台发给医生，再由医生诊断和分析，这让我想起以前看过一本书，《地球是平的》，那里面提到一个经典的案例，美国每个医院每天都有很多影像资料产生，例如很多病人要扫CT、核磁就会有很多影像信息保留下来，美国没有那么多医生怎么办？他们把每天影像信息通过互联网发送到印度，让印度的图像处理专家去分析。两个地方正好有时差，白天美国医生采集数据，然后印度白天这些人分析数据，这样通过互联网把医疗资源整合起来，美国医生可以很快得到数据资料，印度可以充分利用他们劳动力充足的优势。可穿戴式设备也是为了能够充分利用多方面的优势信息。比如说像医生更多想获得患者在日常生活中他有没有某些特征性的信号变化，对于患者来说他又不希望背一个庞大设备，每天背着挺沉影响美观，他也希望小巧可穿戴式设备实现，这种双方需求的结合，就把可穿戴式设备向各个应用场合去推广，这个也是现在一个趋势。

张力巍：可穿戴设备有很多自己的特色，能够适应医疗的使用。我有一个朋友他是这样的，他身高185，体重93公斤，吃素，不怎么吃肉，每周两次去健身房，结果重度的脂肪肝，医生就不知道为什么了？说他应该减肥，他说我已经吃素不吃肉了怎么还需要减肥？医生说先观察一下，觉得他可能是呼吸暂停综合症，就是打呼噜。然后住院以后觉得他打呼噜还好，没有那么严重，不会影响到身体健康，然后接着检查，就每天抽两次血，查了一周，最后告诉他可能没有什么大问题，改变一下饮食结构就可以了。这个故事听着，就觉得我们这些检查得出的数据，能不能做出一个让我们信服的判断？如果在医院做这么严厉检查结果我都不能相信，如果只是戴一个手环、眼镜，它告诉我的数据我怎么能够相信？

王云峰：主持人提这个问题很好，现在我们看到体检非常多，对于体检价值的认可是有用的，有的时候体验发现很多问题。另外一方面来看体检是你身体状况的片段扫描，仅仅代表你当时体检的状况，不代表你之前发生的情况。实际上可穿戴式设备恰恰能够补偿这个东西，因为你作为一个生理状况的判断需要有一个长期的分析，像中医望闻问切，现在除了检查以外还有很多要问的，你饮食习惯，睡眠情况都要问，设备不一定都能检查出来。可穿戴式设备现在可以做到长时间的持续监测，如果我们把这个设备所有数据采集，这些数据可以分析你身体变化状况，可以找到你身体有脂肪肝的恶化，是不是由睡眠引起的，大量数据支撑这个事情，这个数据累积需要很长时间才会发挥作用，单纯医院检查没有办法取代长时间的监控，医院的体检跟日常数据采集二者相辅相成，这样得到的判断才会更加的准确。

张鑫：刚才王老师提到的确实能够补偿我们医院临床使用过程中的问题，我们不是提供某一个时间点的单一信息，而是提供长时间多时间点的数据，这样可以帮助医生通过多点数据分析进一步明确这些疾病。因为我们课题组在做这种脑信号采集的时候，我们也是跟医院合作。我们做脑中风，因为现在中国中风病人很多，很多因为早期出现三高，高血压、高血脂、高血糖，这些引起动脉硬化，导致脑内某个血管出现阻塞，然后局部的脑血坏死，我们跟医院合作，通过我们研发的设备分析清楚一个患者由他自身认为是健康的过程，到医生诊断为他出现脑中风的过程，通过多时间点的结合能够给医生更多信息帮助他们诊断疾病。

张力巍：我们常见观察和日常监测结合在一起。我们可穿戴式设备也是一种局限，原来苹果手表传说的时候，说它能测血糖、血压，最后拿出实物的时候血糖、血压都测不了，解释说是因为还不够准确，所以就把它拿掉了，两位觉得腕表可以测血糖、血压吗？也就是我们现在可穿戴式设备还面临哪些局限性，哪些困难需要解决？

王云峰：刚才讲了很多近红外光谱的进展，实际上测血糖、血压，尤其是测血糖也是基于近红外的技术，血糖是很大的问题，糖尿病是终身的患者，一旦患了你一辈子都要吃药，并且到年纪大的时候各种并发症很多。目前测血糖最简单的方法就是扎手指的方式，这不是无创，这是微创，采集的血量是非常少的，这点对糖尿病患者也是很致命的，面临有一个问题：伤口愈合能力随着你病加重愈合能力减弱的，伤口很难愈合，现在大家探索各种各样的无创的检测手段。像无创测血糖，有一项技术利用近红外的，近红外能测血氧了，那我是不是有可能去测血糖，还有就是测血压，测血压这个事我们现在通用做法戴臂带，里面有一个充气泵，你测的时候感觉泵在充气。有一种方式利用近红外来测你脉搏波的信号同时测你心率信号，可以得到脉搏波的传导时间，根据这个传导时间可以计算出你的血压。苹果、三星都在做类似的产品，面临一个问题，进入试验阶段的时候发现血压数据一致性和准确性都存在一定问题，没有办法满足我们现在医疗健康的需求。这些产品没有发布，但是就是说技术总是在进步的，各种各样的技术，像之前我们这种电子血压计我们是没有办法想象的，现在有电子血压计，从大慢慢变小，技术进步总会各种各样的这种，可能现在没有腕表式的测血压血糖，那么未来五年十年技术进步总会出现这种东西，因为需求是在的。

张力巍：具体哪些问题困扰我们现在的可穿戴式设备。

张鑫：一个是可穿戴式设备本身的应用环境更为复杂，我们经常跟临床打交道，比如说在医院里有一些特定的环境保证监测数据的稳定性、可靠性。但在日常生活中，尤其是可穿戴设备后，我们更多想让用户在日常生活中使用。每个用户所处的环境包括他自身的行为都很复杂，他不可能单一地每天做一件事情，或者处在唯一的一个环境里。对复杂环境，复杂过程的身体信息进行监测，对系统稳定性和可靠性就提出了很高的要求，在可穿戴式设备需要考虑的也是其中一个难点。

另外一个难点就是传感器，也是因为复杂环境引起的，要适应于不同的场合，对于这个传感器，从传感器的大小到传感器本身检测的灵敏度，要求都非常高，这都不是我们普通使用的传感器可以满足的。一个是环境复杂，另外一个是对传感器要求，我认为是可穿戴式设备从技术上来说的两个难点。

王云峰：给大家举个例子，因为现在很多人关注可穿戴式设备进入医院、进入医疗，目前的现状就是说很多医院里面并没有可穿戴式设备，拿测血压来讲，这种电子血压计很多，可能我觉得我们80%的人不知道怎么使用这个血压计，看起来很简单的血压计，但是测量的过程当中有几点要求，人要坐平坐直，你测的手臂，袖带的位置要跟你心脏持平，不能有杂音，为什么？就是说现在电子血压计基于柯氏听音法，模拟我们的水银血压计，我们做过体检知道，医生放一个听筒在这听你血流声，电子血压计基于这个原理，把医生听转化成电子血压计处理，在测的过程中有杂音会影响测量结果准确性。使用的角度来讲由于你测量的方式，可能手臂没有跟心脏持平测的时候都有误差的，如何以一种简单方式让我测量结果更加符合医学的要求更加准确，这样我们可穿戴式设备真正用在医院，用在我们医疗行业。

张力巍：都是很致命的问题，关于它的形态样子，我们往后展望如果说电池的问题我们解决了，芯片大小我们也解决了，可能更直接的就是它的形态，我们想到的手环、手表、小夹子、腰带、鞋子，我们都见到产品了，还有哪些形态是我们科学家见到或者实验室里面有谁想出来特别奇葩的形态？可能未来我们每个人真的戴一个发卡之类的？

张鑫：因为可穿戴式设备首先让用户戴起来比较舒服要自然一些，他戴一个很扎眼的东西让用户很难接受。我没有可穿戴设备也戴这些东西，这些东西才能真正做到让用户无感知，对它不会有一些这种异物感，他能够很舒服的佩戴，很难想象一个从来没有见过的东西可以很容易让用户戴上或者让他使用。我们研发的时候，可能可穿戴设备还不是跟咱们发卡或者手表等结合的东西，真正产品化的时候还会朝这个方向发展，因为要让普通民众很容易接受这种设备，还是做到更符合他日常生活中接触到的可穿戴的物件相结合才能方便这个产品推出去。

王云峰：这个技术总是在进步，像我们现在印象里我们电池都是方方正正的，未来石墨烯技术可以做成柔性的。像显示技术、虚拟现实的技术，有的博物馆有虚拟现实的技术，现在显示设备可能比较大，需要很多专业的设备，未来我们可以做得像谷歌眼镜一样，很小的设备能够体验虚拟现实的技术，这个依赖于传感器技术的进步。现在还有柔性材料，我们现在看到的电路板大多数是硬的，现在基于材料学的发展，现在有柔性的机板材料，我们电路板可弯曲可折叠。大家看到三星的S6 Edge屏幕是可弯曲的，未来可折叠也是可以实现的，这些技术的进步未来可能给可穿戴式设备产品形态带来很多支撑。可能我们有很多想象不到的产品形态会出现。

张力巍：在未来五年可穿戴设备有哪些技术会有更大的突破？

王云峰：因为可穿戴设备组成来讲有几大组成，传感技术，这里面实际上传感器是它的核心技术，传感技术里面微电子的工艺，集成电路的设计，数据处理。还有一块是通信，现在已经我们想象中的3G、4G、wifi、蓝牙大家很熟悉了，未来可能有新的方式，可能拿人体作为传输介质实现信息传输。还有一块就是电池，小的像可穿戴设备，大到电动汽车需要电池。大家特别希望看到的，打开手机以后是一块小电池，如果电池做得更小未来技术各种各样的设备都可以做到更小，电池这块技术有很大发展需求，技术也在进步，电池也有可能做到更小，在座各位同学可能以后会有人从事这方面的研究。

张鑫：现在可穿戴设备来说电池和传感器确实是现在急需突破的两点，尤其是像传感器，我自己深有体会，我们主要做通过近红外光做到脑血氧细胞的采集，我们到现在国家没有自己能够批量生产的灵敏光电转换器件，我们都得依赖进口，成本这些跟国外东西没法比，我认为传感器这方面各位同学如果感兴趣的话好好去努力的方向。

“与专家面对面”活动现场

张力巍：接下来是提问时间。

提问：两位老师好，可穿戴式设备的电磁辐射包括通信对人有没有负作用？对人类进化有没有影响？

张鑫：我们日常生活中，我们几千年进化中一直受磁场的影响，最大磁场是地磁，我们无时无刻不受地磁信号的影响。而电磁信号确实是后来才出现，但已经有很多人做过测试，它的能量非常低，因为国家这方面也有标准，什么样的剂量，什么样发射功率能够符合人身安全需求，这些方面国家都有严格的管控，产品一旦上市销售都要严格按照标准来做，所以至少从这些标准建立过程来看，通过这些标准的设备产品都是安全可靠的，不会对人有特别大的影响。

举个例子，可穿戴式设备主要是用低功耗的蓝牙，功耗是毫瓦量级，手机是在瓦的量级，蓝牙通信功耗是我们手机的千分之一，实际上我们手机辐射很大的。比如说我们电视，电视显示屏辐射比手机大得多，仅仅从可穿戴设备来讲它的辐射可以忽略不计的，如果电磁辐射对人类进化有没有影响，这不是几百年的事，要从几百年人类进化中判断，目前没有明确结果做定论，现在可穿戴式设备用的2.4G，国际上2.4G作为医疗免授权可以使用的，大家使用上不需要有太多顾虑。

提问：两位老师好，刚刚张教授说在未来发展这个问题上，请问可穿戴式设备是要往全面性发展，还是单方面深入发展，单方面深入发展是不是我们全身各个部位戴很多设备检测人体功能，如果全方面设施齐全的话，它的数据与医院标准不合的话，我们戴它还有意义吗？

张鑫：第一个问题可穿戴式设备发展是从单一模式到全面功能都具备，这是我们研发过程当中争论的问题，我个人倾向于做单一的模块，可以检测多种生理信号，但是模块要单一。如果把所有传感器放在一起，可能在PCG板上非常好，但生活中复杂环境下容易受到外界干扰。所以现阶段我倾向于把它做成单一模块的设备，本身这个设备检测的信息可以多，我们不仅检测脑波信号，可以检测心脏的信号，目前我认为好的可穿戴式设备应该是放在一个点但是可以准确反映更多生理信息。

另外关于和医院结合，这牵扯到在我们国家一个设备在临床上使用，首先需要拿到医疗器械的通行证。拿到这个通行证必须要通过临床实验，要跟医生密切配合，要让医生理解这个设备到底检测什么信息？对于临床上来说有什么样的需求？这样把设备让医生认可他才会在临床上使用。不是我们随随便便拿一个设备就可以让医生用，他们不会认可。按照国家标准，把这些设备定义为可穿戴式的医疗设备，才会在他医疗中使用。

提问：我想问一下两位老师关于未来应用的问题，两位老师讲的都是医学方面的应用，有没有可能随着技术发展可以在社会学上有一些应用。我刚才想如果我们可穿戴式设备可以记录心跳、血压这些生理特征，警方在破案的时候可不可以根据这个推测嫌疑人的心理变化，或者进行商业谈判或者外交谈判的时候可以捕捉谈判对手的心理变化，是不是有可能？

张力巍：一个是能不能拿它预测犯罪，还有一个能不能拿它有商业用途？

王云峰：你讲能不能判断心理，这个有可能的，举个例子，测谎仪，监测两个指标，一个脑电还有心电，通过心电图的分析来判断你在回答问题过程当中心电是不是有异常，来判断你是不是说谎。从使用的角度上我感觉有点不太现实。

张鑫：刚才这位同学提到在商业上应用我想到一个例子，因为我们现在日常生活中接触到很多广告信息，美国有一个研究让观众佩戴一个很舒服的脑电设备，然后让观众观看两类广告，先让观众看这类广告，再让观众看另外一类广告，但都是佩戴那个设备。之后通过这个设备采集到的脑部信息，就可以帮助设计者去分析哪类广告能够很容易激发大脑信号活动，可以让那些设计者可以更直接的明白观众受哪类广告冲击更大。这是我想到还算是跟商业结合的案例。

提问：刚才两位老师谈到主要是关于可穿戴式设备在用的时候需求，发展当中的障碍，除了刚才提到虚拟现实之外，可穿戴式设备在未来对软件有什么需求？

王云峰：实际上更多是数据挖掘技术大数据的技术未来肯定会有发展的。比如说我们现在你的手环我们各种的数据很多，这里面很多信息是无用的，无用的信息，从无用看似杂乱的信息里面把有用信息提取出来，这是很麻烦的事情。需要大数据的技术来进行数据的挖掘。

提问：我现在有一个问题，现在随着可穿戴式设备越来越多，科技技术越来越发达，我们可以采集人体指标种类会越来越多，数量会越来越多，我们之后的医疗是不是可以完全机械化、量化，对于每一种疾病我们都有一种算法，根据所有采集数据得出这种疾病的等级，这个疾病患一级二级一直量化到十级，会不会产生这样一个趋势，医疗可以由机器操作完全量化了？

王云峰：去年马云提一个观点，20年之后不需要医生了，现在设备很多，他讲的跟你这套理论差不多。从医学来讲仅仅一个检测数据不足以对你病下结论，医生作用是综合的，按照传统中医像我们讲的望闻问切，问、看，需要了解很多信息作为判断的依据。仅仅一个检测的指标，我们做血常规，白细胞增多，哪个地方发炎机器没有办法判断的，需要医生判断。现在可穿戴式设备为医生提供更加便利、检测的手段，但是不足以取代医生，医生在这里非常重要的。这种手术还是离不开医生的，很多方面愿望是好的，但是实现起来有一定难度。

提问：我想问现在说的可穿戴式设备都是用于检测信号，可穿戴式设备会不会把检测和治疗结合起来？现在有很多脖子、手上戴的，通过电磁疗法可以至于一些病，你发现他睡眠不太好，通过电磁干扰改善他的睡眠，会不会有这样的问题？

张力巍：刚才我们准备讲座的时候专家也提到一个设备很神奇，传说俄罗斯的设备，请王老师说说。

王云峰：拿睡眠来讲确实是有的，同学可以在淘宝搜一下有一个音乐枕，检测到有睡眠障碍的时候给你放音乐，利用骨传导的技术，放一些睡眠的曲子，让你进入睡眠状态。

张鑫：这位同学提到治疗也是可穿戴式设备很重要的功能，我们能够监测到当然同时也希望治疗他，一些简单的治疗可以通过可穿戴式设备实现的。我们现在跟医院合作，给呼吸综合症的来做，我们检测患者颅内血氧下降后就进行轻度唤醒，让他调解姿势达到他疾病缓解。但是可穿戴设备真正能够治疗多种疾病可能离临床需求还比较远，现在检测治疗更多是一些简单的，通过一些机械简单装置可以实现的治疗。

张力巍：明白了，我有一个问题，两位专家在团队里面有没有医生或者学医的这些医学背景的工作人员，或者还是我们现在拿到数据不需要医学背景就可以理解的？

王云峰：现在实际上我们可以看到做移动医疗数字的应用，大多数是非医生出身的，但是合作的过程中，因为前期的数据采集是不需要医生参与的，基于自然科学像压力传感器医生不需要了解原理只需要得到一个结果，但是后面数据分析判断是医生参与的，我们跟很多医院有很多合作，一些医生是客座研究员，他们有几个人帮我们把采集的数据分析，他们做一个判断，有哪种症状，这需要医生深度的参与的。

张鑫：我们实验室有专门从临床毕业以后到这里工作的，我们那边有专门做解剖毕业以后留下来工作的，通过跟他们的交流，我们一方面在做基础的，比如说脑认知，比较偏基础的研究需要有临床背景的人做。另外我们自己做科研设备的时候，希望这种设备将来真正面向临床应用，所以无论是研发还是最后应用的过程中都会有医生参与跟我们一起去做。

提问：刚才提到通过一些可穿戴式设备对人身体状况，生理状况做一些预测或者健康状况调整，有没有可能我们做一个可穿戴式设备，通过采集一些数据，对病人的心理状况，精神状况，精神疾病有一些了解，以及采集大量数据，对数据进行分析，对他心理状况，精神疾病这方面有一个比较全面的了解，或者我们现在离这个程度有多远？

张力巍：就是我知不知道他在想什么，我知道他心跳多快，我能知道他为什么？

提问：对，就是心理状况。

王云峰：您这个问题，中科院有一个研究所做心理研究，他们做心电检测，通过心电检测判断老年痴呆，这是疾病的一个判断，这方面的研究是有的，但是就是说目前还没有大规模的应用，因为它实际上是大样本的数据分析的结论，不是针对某个个体，从中找特征点分析得出一个结论然后再拿到大使用环境下验证，不断的验证模型然后得出结论。

张鑫：现在针对意识形态下的认知过程中的研究，做得比较好的，比如说从脑海里想象一个“一”和一个“口”，这么简单的字，在被试不说明的情况下，是可以通过一些技术手段重建出来的。但是想象一个很复杂的自然环境，这种信息还不能重建出来。但是这些不是通过可穿戴式设备达到的，都是通过复杂的分析，复杂的成像设备，例如磁共振，检测思考过程当中，呈现出的想象的字符。未来有可能实现，但是这个很复杂，远超出于检测或者治疗这个小的范畴，相当于要把整个人的意识进行分析。

张力巍：我们学习也需要通过磁共振学习我们脑子里所有想象符号也好，景象也好，然后重建再看是否符合。

王云峰：网上有一个视频2013年2014年美国华人教授做过了，他做了用脑电控制飞行器，起飞降落，这个是能够实现的。

提问：我是我们学校生物与医学工程专业的一名学生，我非常对可穿戴式设备和生物使用者本身的交互性的问题，我听说Google glass有一项功能检测到使用者眨眼的动作然后拍照，现在我们说可穿戴设备和移动医疗的设备，我们有没有办法通过检测使用者瞳孔使用状况，然后提醒他不可以用眼过度，或者喉咙的状况，少说一些话，或者肌肉还有骨骼负担过重的时候对他发出那种提醒，就这样研究方向，现在有没有类似一些课题或者项目呢？

张力巍：这是两个问题，一个有意识我要跟他交互，一个无意识的它要提醒我，或者它观测到我没有注意到的问题，它会给我反馈。

王云峰：有一个例子就是疲劳驾驶，有一个疲劳驾驶的检测，传统的做法用脑电和心电，太复杂了。最实用的在你前面放一个摄像头，观察你眼球的转动，可能你疲劳的时候眼球动作变慢，这些研究是有的。

张鑫：提到交互，其实通过脑部信号与这种机器或者外界辅助手段结合，有一个名词，脑机接口，这种技术主要最开始的想法想帮助高位截瘫的病人，通过他的意识活动控制一些装置，例如帮助他行走。现在可以实现的是，控制轮椅前进后退可以做，完全不需要人手脚外肢操作，通过脑电信号可以进行这类控制。更复杂的目前还比较难实现，国际上来说研究也比较热，大家认为这种研究，一方面对患者有好处，另一方面可以帮助人类认识自己意识过程到底。所以也有很多人研究这方面。

张力巍：由于时间的关系，我们活动到11点半结束，今天通过一个半小时的时间，包括专家回答我们什么是可穿戴式设备，它的作用，一直到它的技术层面怎么实现的，包括现状的问题，以及未来趋势，把可穿戴式设备医疗方面的运用现状和可能性，给大家勾勒了一下，今天活动就到这里，谢谢大家！