0

中國有兩家做硬件的“華”姓企業極度重視造“芯”,一家是華為,另一家則是華米。
華為造“芯”,全世界人民都知道;華米造“芯”,更多是業務發展的需要。
2018年9月,華米發布AI可穿戴芯片「黃山1號」。同年,高通也更新了可穿戴芯片產品線,發布了驍龍2500、驍龍3100;一年后,華為也發布了麒麟A1芯片。
時隔兩年,昨日(6月15日),華米在首屆AI創新大會上正式對外發布「黃山2號」,由此,華米造“芯”第二階段工程正式進入收尾階段。
2019年12月,華米在年底最后一場戰略發布會上,正式提出“科技連接健康”的使命,這一使命也成為華米開啟下一階段工作的一把鑰匙。
2020年一波疫情的興起,讓人類深刻體會到了健康的重要性,也讓將產品定位到健康領域的華米開啟了瘋跑模式。
疫情期間,互聯網公司被問及最多的一個問題是:
科技公司那些高大上的算法引擎能為抗疫做些什么?
很難想象到,正是基于心率、睡眠等算法引擎,華米在疫情中,基于可穿戴設備進行了新冠肺炎流行趨勢的預測。
據華米官方此前公布消息顯示,通過采集武漢、北京、深圳、合肥、南京等地共計超過40萬個心率、活動和睡眠時間等維度樣本數據,對每個地區單獨訓練了區域預測模型,預測新冠肺炎流行趨勢。這樣的研究成果,最終也以論文形式發表在了SCI學術期刊上。

這樣的“戰疫”成果很難讓人與兩年前智能手表上諸如心率監測、運動監測、睡眠監測等AI算法聯系起來,畢竟,不準、雞肋已經成了不少用戶對于智能手表健康監測功能的刻板印象。
當下智能手表中的健康監測功能進化到了什么地步?
華米創始人黃汪表示,華米目前已有五大算法引擎,本次特別針對此前的運動引擎、心率引擎、睡眠引擎進行了升級:
運動引擎(ExerSense)。配對大數據模型,自動識別運動模式,可以不用手動切換識別19種運動模式,覆蓋了?戶95%的日常運動場景。
個人健康評估系統(huami-PAI)。基于用戶?率數據,結合每?活動時間以及人體多維度?理數據,通過算法轉換成更為直觀的PAI值,幫助?戶掌握每?運動量。
心率引擎(RealBeats)。通過分析PPG光學?率數據和ECG?電圖數據,可實現對?律不?的?動甄別。PPG、ECG識別房顫準確率分別達到93.27%和94.76%。截止目前,華米科技共監測到了 91100 次疑似房顫病例。
此次推出的第二代心臟數據AI生物引擎RealBeats 2,通過消除運動時對心率信號的噪聲干擾,夜晚和白天有效房顫監測時間分別達到上一代的1.87倍和6.64倍;通過建立心臟健康大數據模型,實現了折返性心動過速和室上性頻發早搏的AI自動甄別。
血氧引擎(OxygenBeats)。該算法基于?體?數據模型對?氧信號進行預處理,消除信號噪聲,使測量精度提升達50%;而且通過使用多組?氧檢測值進?校準的方法,解決了因?戶佩戴錯誤帶來的誤差。
據黃汪介紹稱,OxygenBeats研發前后歷時兩年,而基于此前合作,華米還將與鐘南?院?團隊?起借助OxygenBeats?氧檢測能?,對新冠肺炎患者進?康復隨訪。預計搭載OxygenBeats?氧數據AI?物引擎的智能手表將在今年三季度面世。
睡眠引擎(SomnusCare)。華米睡眠引擎可以精確識別三個睡眠階段——淺睡、深睡和快速眼動睡眠,精度超過80%,而且能以將近100%的精度檢測出時?超過25分鐘的午睡數據。此外,結合血氧引擎,還能實現對睡眠呼吸暫停綜合癥的智能識別,并及時提醒用戶采取必要的醫療措施。
也正是這樣的AI算法研發能力,讓華米通過智能手表進行流行病預測成為可能。

然而,擁有多種AI算法引擎只是強技術屬性的互聯網公司做產品的第一步,而要想讓智能手表在到用戶手時不被吐槽“弱智”,在產品設計過程中還需要做好“減法”。
什么是智能?
當下智能產品隨處可見,為了更智能,不少智能產品在版本迭代過程中加入了越來越多強大的功能。
然而,用戶體驗真的好嗎?
正如不少用戶(例如筆者)很少會用掃地機器人去拖地,是因為如果想讓掃地機器人拖地,還需要給它加水、換拖布很難說已經達到高水平智能一樣,擁有幾十種運動模式也并不能說明智能手表就已經擁有了智能的體驗。
真正的智能,會讓你忘記設置。
對于智能手表的智能二字,黃汪這樣理解。

華米此次發布的運動引擎,正是加入了這樣的理念。
據雷鋒網了解,此次升級后的運動引擎可以根據用戶運動狀態自動切換運動模式,這也就意味著當你從跑步狀態進入走路狀態時,加入這一引擎的智能手表將會自動將運動模式從「跑步」切換為「步行」,實時監測運動數據。
除去需要砍掉「設置」外,黃汪認為,智能手表還需要砍掉「數據」。

真正的智能,是不需要用戶面對數據的。
對于智能手表的智能二字,黃汪進一步進行解讀。
huami-PAI評估系統的設計理念也正是基于此。huami-PAI將此前諸如蘋果、三星等智能手表中大量的運動分析數據“砍掉”,通過算法模型將心率數據、運動數據等健康數據在后臺完成處理,前臺只顯示根據算法得出的一個直觀的最終分數。至于這套模型,則是基于挪威科技大學醫學院 Ulrik Wisloff教授一項長達35年、涉及23萬人的研究成果轉化而成。
據HUNT Fitness Study研究結果顯示,將PAI值保持到100以上,有利于降低??管疾病死亡?險,提?預期壽命。
從數據到算法,這是大部在移動互聯網時代成長起來的公司都會走出的一步,然而,要實現這樣的算法首先要能夠對運動、睡眠、心率、血氧等體征參數進行高精度實時監測和數據采集,這就要求華米能夠找到一個承載自己“理想”的高精度傳感器。
核心傳感器就像是硬件產品的護城河,決定了一座城池的大小。
對于智能手表來說,用于數據采集的傳感器就是這樣的核心傳感器。
2019年,華米多款產品都配備了一個名為BioTracker PPG的生物追蹤光學傳感器,這是一個主要用來實現心率監測的傳感器,同時也是主打健康的華米智能手表一大核心器件。
深知傳感器重要性的黃汪,在2019年的公司內容信中也寫到:對大數據認真的人,要親自做傳感器。
說這句話時,華米自研的第二個傳感器BioTracker PPG 2已經在路上。
相較于前代BioTracker PPG能夠支持運動、心率、個人健康評估系統的數據采集外,BioTracker PPG 2進一步將更精準的睡眠、血氧數據采集囊括其中。

黃汪在AI創新大會上也不吝言語稱,“BioTracker 2也許是全球最強大的可穿戴人體光學傳感器。”
是不是最強大的傳感器尚未可知,但一定是最適合華米的一顆傳感器。
在追求差異化的智能硬件領域,要想在功能上、性能上略勝一籌,通用傳感器會限制研發團隊在產品研發過程中對某一功能的最初設想,在產品研發過程中,也不乏因器件性能不達標被迫對初始設計打折扣,這是產品研發團隊不愿看到的。
“軟件吹的牛,要靠硬件來實現,”這也是雷鋒網此前與多家企業研發團隊溝通過程中體會到的。也因此,不少團隊會選擇自研核心傳感器,一方面,避免在初始設計時避免被迫對方案打折扣,另一方面,也可以建立起自己產品的護城河。
然而,從產品設計到最終面世,傳感器并不是阻礙設計方案的最大障礙,真正影響智能硬件能力邊界的,其實還是芯片。可以說,對于對功耗、精度和識別速度等都有極致要求的可穿戴設備而言,AI芯片才是真正決定這座城池能夠高效運轉的心臟。
繼蘋果手機之后,蘋果筆記本近日也被傳將轉向自研ARM架構芯片;華為更是在近年來高調自研手機芯片,每年研發芯片燒掉幾十個億;就連小米,也曾在2017年發布澎湃S1芯片。
自研芯片對于硬件廠商有多重要,從這幾家頗具代表性的手機廠商在芯片領域的頻頻試探也略見一斑。
當然,AI芯片的重要性不僅只在智能手機領域體現,在可穿戴領域,同樣亟需一顆為智能手表量身打造的低功耗AI芯片。
這顆AI芯片,華米最終選擇自己做。
華米造“芯”始于2016年,當時其實高通已經面向可穿戴設備推出了驍龍1100、驍龍1200、驍龍2100三款芯片,高通的芯片不香嗎,華米為何還要自己造“芯”?
既然要做人工智能算法,就應該進一步自己去研發芯片,否則的話,你很難在業內找到滿足你算法的通用芯片。
黃汪在會后接受媒體采訪時表示。而為什么會選擇這樣一顆RISC-V架構的芯片,其實早在「黃山1號」發布時,黃汪就曾給出答案:
我們做這個芯片的出發點是解決可穿戴設備醫療和健康領域的問題,要做24小時的心率不齊、房顫疾病監測的話,軟件計算明顯功耗太高,如果采用一顆非常低功耗的芯片可以更省電。對比全球各種架構后,我們發現RISC-V更省電,因而我們選用了這個架構。
當時,也正是這顆采用55nm工藝、RISC-V架構的芯片,不但應用了AON(Always On)傳感器數據采集技術,相較于當時可穿戴產品常用的Arm Cortex M4架構處理器,運算效率也提升了38%。

可以說,集成了HearID、ECG、ECG Pro和Arrhythmia四大核心AI引擎的「黃山1號」,是華米為自己定制的一顆可穿戴AI芯片,這顆芯片也在次年與驍龍2500一起以雙核架構形式被應用到了AMAZFIT智能手表2這款旗艦產品中。
時隔一年,華米再次推出「黃山2號」。

對于「黃山2號」的升級之處,黃汪解釋稱:
「黃山2號」重新設計了AI本地?物數據計算NPU,采?卷積神經?絡加速技術,??提升了本地AI數據計算的性能,加快了識別速度。
基于?率數據,「??2號」的房顫識別速度是「??1號」的7倍,是市?上其它軟件算法的26倍。
值得注意的是,華米此次對「黃山2號」雖然沒有給出諸如主頻、制程工藝等更多參數,但卻提到加入了一個在主芯?處于休眠甚至關閉狀態時,仍持續采集健康數據的C2協處理器,理論上可使「黃山2號」整體功耗下降50%。

這樣的架構設計,除去降低功耗外,也不禁讓人猜測,華米后續是否會在自家智能手表中通過一顆功能更加強大的自研AI芯片,取代此前的雙芯片設計?
黃汪在發布會上并沒有給出這一問題的答案,只是提到,「黃山2號」已經流?成功,將于今年四季度量產,搭載「黃山2號」的可穿戴新品將于明年(2021年)上半年正式面世。
2020年,當「黃山2號」終于面世時,黃汪也在AI創新大會上闡述了華米造“芯”的心路歷程。
雷鋒網將其簡單梳理如下:
智能手表要想實現健康監測和預警,甚至流行病趨勢預測,需要AI算法引擎,AI算法引擎的能力會直接影響健康監測的準確度,于是華米自研了五大AI算法引擎;
算法模型的不斷迭代需要傳感器進行精準大數據采集,因而傳感器能否精準采集到諸如運動、睡眠、血氧等數據將直接影響算法模型的效率和精度,于是華米自研了生物追蹤光學傳感器;
對于可穿戴設備而言,既要有低功耗保證長續航,又要有足夠的算力和AI架構來保證傳感器精準采集數據、AI算法能夠快速響應并給出高精度反饋,這就需要一顆與AI算法、傳感器能夠高度協同工作的低功耗AI芯片,于是華米自研了“黃山”系列可穿戴AI芯片。

這樣一路下來,華米終于從最初的一家硬件公司發展成為如今一家覆蓋硬件、算法、傳感器、芯片全產業鏈的企業。
華米的AI算法團隊如今已經壯大到幾百人,黃汪在大會上也對外透露,華米經過去年對AI算法團隊半年的規劃,正式將人工智能實驗室升級為華米人工智能研究院。
除去成立人工智能研究院外,華米還與鐘南山院士團隊、中國田協、中科大先研院分別成立了腕部智能可穿戴聯合實驗室、田徑運動聯合實驗室、「腦機」智能聯合實驗室,在智能語音方面也進一步與云知聲合作。
就造“芯”這件事兒,黃汪表示,“華米在做「黃山1號」時踩了很多坑,進行大量磨合,研發周期也較長,其實第二代就好很多,第三代到明年某一個時間可能會發布。”
黃汪曾在多個場合強調,華米從來不是一家硬件公司,而是一家基于云的健康服務提供商。
現在來看,華米離它的目標又近了一步。
雷峰網原創文章,未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。