情境感知邊緣 AI 傳感器將如何重新定義消費電子產品
作者：Simone Ferri，意法半導體APMS產品部副總裁，MEMS子產品部總經理
讓我們設想這樣一個場景：一位鼓手沉浸在音樂的律動中，心無旁騖地擊鼓。她中途停下來，拿起手機查看，她這樣做并非為了打發時間，而在是查看自己演奏練習的即時反饋：擊鼓節奏、精準度，甚至技巧。她手中的智能鼓槌一直在收集實時數據，精準測量她的節拍、力度和節奏。她的手機和這些鼓槌相連，即時提供改進建議，并準確指出需要改進的地方。
目前，這個設想正在快速變為現實。今天，技術的發展速度非常快，簡單的心跳監測器和步數記錄器正在向能夠感知用戶運動情景的新一代智能設備進化，為用戶提供深層洞見。隨著邊緣AI傳感器賦能情境感知智能，可穿戴產品和智能設備的智能化水平越來越高。
消費者期望的轉變：從被動跟蹤，到主動洞察
可穿戴設備是測量心率、卡路里或步數的常用工具。可穿戴設備雖然曾經風光無限，但如今面臨不小的挑戰，因為市場的需求不斷變化。用戶不再需要單純的數據，更需要有價值的洞見和可執行的反饋，吸引用戶參與互動。隨著更先進技術問世，可穿戴設備有望提供個性化體驗，預測用戶的需求，并響應他們的行動。
當下消費市場正在發生巨變，在健身追蹤器之類的設備收集海量數據后，下一步就是情境感知。用戶想要的不止是原始數據，還尋求實時決策和預測性反饋。可穿戴設備和智能設備不僅能夠測量用戶的運動，還需要超越被動追蹤的能力，真正理解周圍環境，提供有價值的洞見，創造一種吸引用戶參與的互動體驗，以豐富用戶的日常生活。
賦能智能設備感知情景，并做出響應
在本質上，這種轉變就是使傳感器對外部環境情景的響應從被動變成主動。未來的可穿戴設備和智能設備將不再僅僅記錄心率，還能感知用戶是靜止不動還是行走運動，或者正在進行高強度運動或正在跌倒。下一代智能設備將能夠分析環境數據和個人生物特征數據，從而做出更明智的知情決策。
以前文提及的智能鼓槌為例，鼓槌可以測量技能水平和練習成績；這就是一個典型的從被動響應到主動預測的轉變。同時，手機提供節奏方面的反饋，還可以提供節奏精準度、恢復時間和技巧方面的反饋。在體育運動中，可穿戴設備的功能已從測量心率擴展到感知跑步者的步伐動態或投擲力量。這些洞見是實時提供，并且是針對個人量身定制，而不只是通用的比較基準。
這對消費電子產品有什么意義
隨著智能設備從被動追蹤器變成感知情境的個性化助理設備，這個轉變為消費電子行業帶來了新的創新機會。
無論是使用智能魚竿分析拋投技巧的垂釣人士，還是滑雪轉彎時追蹤滑雪板邊緣控制的滑雪員，智能設備和可穿戴設備都能為其提供洞見，幫助用戶在各種活動中調整力量、技巧、步態或拋擲角度。實時情境分析使下一代智能設備能夠將科技與激情相結合，幫助人們將運動和愛好提升到新水平。這些設備不僅能衡量運動表現，還能創造更具吸引力和個性化的體驗，讓用戶更快、更智能地提高體育技能水平。
對于正在恢復膝關節手術等傷病的運動員和健身愛好者，下一代智能設備可以跟蹤膝關節受到壓力，并提供高度定制化的反饋，如果設備檢測到用戶力量過大或動作不當，就會發出警告，提醒用戶調整運動強度，防止過度發力，避免二次受傷或拖延康復過程。這種定制化監測程度確保用戶能夠安全地提升運動成績，突破極限，而不會面臨長期損傷的風險。
假設清晨上班前，一個人正在繞湖慢跑，突然該跑者出現不適或不幸跌倒，他/她的智能設備將會檢測到突然向下的加速度，以及隨后的身體活動減少的異常情況，并隨即觸發緊急警報，發出求救信號或通知急救機構。這項功能是由一個邊緣人工智能傳感器實現的，該傳感器同時監測用戶的身體運動和周圍環境，將實時跟蹤與人工智能相結合，從而分析嚴重事件并采取行動。智能設備不再只是被動地追蹤和記錄數據，還能主動分析情況并采取行動，發出求救信號，讓用戶安心。
推進這個轉變的賦能技術
實現這些進步的底層技術是邊緣人工智能慣性傳感器，這些傳感器本身就能實時處理數據。把運動數據處理任務從遠程云端下移到本地網絡邊緣設備，對于提高決策的響應速度至關重要。通過設備本身運行機器學習算法，這些傳感器可以連續評估情景，從收集的數據中學習規律，并實時做出調整。
高強度事件可能導致傳感器監測停止運行和故障，IMU（慣性測量單元）傳感器可以捕捉傳統加速度計通常無法承受的高強度事件，在高強度活動中不會丟失重要數據，同時又不影響能源效率。
當智能設備成為個人助理
消費電子產品的未來是這樣的：智能設備不再僅僅是附件，而將成為我們日常生活中不可或缺的個人助理，無縫融入我們的日常生活中。可穿戴設備和智能設備將不再僅是只收集顯示數據，而是捕捉、分析數據，并從中學習數據規律，逐漸改進性能，為用戶提供更精準的洞見和建議。
我們將看到，外觀設計日益緊湊的產品將集成多種傳感器。智能戒指、智能手表，甚至智能服裝將在單個智能產品中整合多種傳感器，為消費者提供一個高集成度的實時健康運動監測系統。
抓住消費電子市場機遇
對于消費電子廠商來說，未來發展之路清晰可見：在新產品內集成情境感知邊緣AI傳感器將帶來巨大的市場機遇，這項技術有望釋放新的市場潛力，賦能企業今后幾年開發創新產品和新品牌。
通過滿足消費者不斷變化的需求，企業能夠在日益擁擠的市場中占據競爭優勢。這種方法讓他們能夠開發超越基本功能的產品，提供積極滿足消費者新興期望的解決方案。
隨著情境感知智能設備時代的到來，企業迎來了打造新一代消費電子產品的真正機遇。
