今日,华米科技(NYSE:ZEPP)在中国合肥举办 Next Beat 2021 大会。围绕 “The Future of Health” 这一主题,华米科技发布了新一代智能可穿戴芯片 “黄山 2S”、专注于健康的原生智能手表操作系统 Zepp OS、30 秒一键监测的 Pump Beats 血压引擎,以及极具创新性的便携式 MRI 核磁共振技术。

独立 GPU 单元 业内首款双核 RISC-V 可穿戴芯片

在连续推出两代自研可穿戴芯片之后,华米科技此次发布了首款采用双核 RISC-V 架构的可穿戴人工智能处理器——黄山 2S,实现了超强算力与超低功耗的完美结合。

该芯片可进行图形、UI 操作等高负载计算,其中大核系统还集成了 FPU,支持浮点运算。相比黄山 2 号,运算效能提升了 18%;而运行功耗则降低 56%,休眠功耗降低达 93%,已达到国际领先水平,可 24 小时处理传感器数据,实现全天候生物数据连续监测,保证了可穿戴设备健康功能的稳定、持续运行。

值得注意的是,该芯片中还集成了一颗 2.5D GPU。得益于此,黄山 2S 的图形加速性能比上一代提升达 67%,可独立高效地处理图形相关指令,让操作系统运行更加流畅。此外,芯片搭载的卷积神经网络加速处理单元,可以迅速识别疾病类型;以房颤为例,其识别速度是纯软件计算的 26 倍。

在连续推出三代自研可穿戴芯片的背后,是华米科技对芯片行业的全面布局和持续投入。华米科技创始人、董事长兼 CEO 黄汪在大会上介绍,公司从 2015 年就开始布局上下游的芯片产业,在 2018 年,华米科技和英特尔、西数一起投资了 RISC-V 生态里最令人瞩目的公司 SiFive,该公司正是由发明 RISC-V 开源指令集的 UC Berkeley 师生创办;同时还投资了做出 RISC-V 生态里第一颗商业化八核处理器的公司 GreenWave。

华米科技联合创始人、硬件技术副总裁赵亚军表示,黄山 2S 已经在今年(2021 年)3 月流片成功,后续将成为第三代 Amazfit 智能手表的核心芯片之一。

彻底打通生态 原生智能手表操作系统亮相

目前,全球智能可穿戴产品的出货量已超过了 8.2 亿台。但搭载的主流操作系统,要么是基于手机系统魔改而来,对于可穿戴设备来说过于繁冗和复杂;要么是现成的嵌入式实时操作系统,更适用于工控设备以及普通 IoT 物联网产品,用户体验太差。

针对上述弊端,本次大会上,华米科技推出了原生智能手表操作系统 Zepp OS。华米科技联合创始人、全球创新中心轮值总裁范美辉表示,该系统兼具轻盈、流畅、实用三大特性,基于 “健康是智能可穿戴的核心价值” 这一理念,并致力于打造成一个开放的健康管理平台。

轻盈是这一操作系统的显著特征。Zepp OS 系统底层基于 FreeRTOS 微内核开源代码,与其它通用 OS 相比占用空间极小,系统包仅 55MB,约为苹果 watch OS 的 1/28,以及华米科技之前使用的 Amazfit OS 的 1/10。从配置较低的单片机到高性能 SoC,该系统都能完美兼容,适用于各类型的可穿戴产品。

基于轻盈的底层代码和各种功耗优化的手段,Zepp OS 进一步提升了续航时间,以保证 7×24 小时连续的健康数据监测。Zepp OS 运行功耗比起之前使用的 Amazfit OS 降低了 65%,相比于运行 Amazfit OS 的智能手表 2,Zepp OS 所搭载的手表,续航时间提升了 190%。

Zepp OS 的另一大特点是流畅。系统内多数界面帧率可超过 60fps,效果顺滑细腻;此外,系统内部还集成了 150 款表盘,包括了 15 款酷炫的动态表盘,从整体的视觉动效到代码实现均精心打磨。

Zepp OS 还具有强大的 IoT 连接和网络功能。可实现智能家居控制、NFC 门禁打卡、地铁公交支付等,尤其是健康类设备的连接如血压计、血糖仪等,而通过和 GoPro 合作未来还可实现在手表上控制 GoPro 运动相机的拍照。同时,系统还支持各类互联网云服务应用,例如网易云音乐、Alexa、悦跑圈等。

此外,Zepp OS 在底层支持 4G/5G 连接和 Wi-Fi 连接,还集成了整套 TCP/IP 网络协议,这意味着在搭载 eSIM 的智能手表上,可以不通过手机直接连接云端,方便用户在遇到紧急情况时进行呼救。

对于开发者而言,Zepp OS 上还配置了一款友好易用的手表 JS 小程序框架——Zeus Mini-Program Framework,方便开发者以较低门槛开发手表小程序。后续还将开放同样易用的图形化开发环境用于表盘设计,甚至个人用户都可以轻松设计个性表盘。

同时,华米科技还同合作伙伴奇梦者和云知声一起,深度优化了离线语音,方便用户在手表上使用;除中英文外,系统还支持德语和西班牙语,可以覆盖更多地区的用户。

Zepp OS 还集成了强大的人工智能算法,可以精准的测量心率、血氧等人体生物数据和多种运动指标。加之前述的 7×24 小时连续健康数据监测、强大的健康设备连接、紧急情况直连云端呼救、友好的第三方健康小程序开发支持等,Zepp OS 已经不仅是一个驱动硬件的智能手表操作系统,更是一个开放的健康管理平台。

全新 PumpBeats 引擎 30 秒一键血压测量

根据 2020 年《中国心血管健康与疾病报告》推算,中国高血压病患者多达 2.45 亿,其中成年人患病率为 23.2%;近年来,每年与高血压有关的死亡人数高达 200 万。

心血管健康一直也是华米科技关注的重点领域,经过长达 5 年多的艰苦攻关,华米科技在大会上宣布,成功研发出 PumpBeats 血压监测引擎,搭载该引擎的智能手表,可实现 30 秒一键测量血压,在无创、无袖带血压测量技术领域跨出了重要一步。

为验证该引擎的准确性,华米科技与北京大学第一医院共同展开临床实验。从今年 4 月启动,到目前为止,已经完成了第一阶段实验,27 例高血压病例,共分析了 354 条数据,其中多数为心脏搭桥等重症患者,血压在同一天内波动性可高达 60 毫米汞柱,情况异常复杂。通过与标准电子血压计测量值做对比,PumpBeats 血压监测引擎的平均绝对偏差,收缩压低于 5.14 毫米汞柱,舒张压低于 4.88 毫米汞柱,充分验证了该技术的可靠性。

华米科技算法技术副总裁、人工智能研究院院长汪孔桥透露,PumpBeats 血压监测引擎将会在今年第四季度正式面世。后续华米科技还将继续推进 24 小时连续血压监测,实现夜间睡眠监测与被动血压监测的完美结合,并期望通过智能手表的长时间监测,探索出一条筛查隐匿性高血压的新途径。

据介绍,华米科技目前还同国内外顶尖的医院和科研院所开展了多项合作,在疾病预警、康复和健康管理方面进行了一系列深入研究;包括与北大第一医院合作进行的 “使用可智能穿戴设备对房颤射频消融术后进行随访管理”、与广医一附院钟南山院士团队的 “可穿戴设备在慢性阻塞性肺部管理中的应用”、与挪威科技大学的 “可穿戴设备在卒中患者康复中的应用” 等,目前都在稳步推进之中。

让 MRI 走向大众 便携式核磁共振时代开启

“如果有一天,核磁设备能像当年 PC 一样走向千家万户,那么我们的很多疾病比如肿瘤,就能提早发现及时治疗,这一直都是我们的梦想”。大会最后,黄汪揭晓了华米科技在医疗技术领域的最新探索——投资和推动全球便携式 MRI 技术研发。

黄汪介绍,为实现这项技术,华米科技先后在全球投资了 Hyperfine 和 Promaxo 两家顶尖的新一代 MRI 公司,而且专门在国内投资了一个独立团队来贴近中国用户需求。

传统的大型医用 MRI 是成本高昂的庞然大物,重量一般高达 10-13 吨。与之相比,该便携式 MRI 体型堪称 “袖珍”,其高度仅 1.5 米、占地面积不足 2 平方米、重量小于 0.8 吨、平均功耗小于 1KW,而且不需要屏蔽房。

传统 MRI 往往 “一机难求”,患者需要长时间排队预约。对此,黄汪表示,一旦便携式 MRI 能够普及,“我们将不再需要一个温度、湿度、磁场都严格控制的机房,它可以放在普通门诊甚至广大的城镇医院、乡村诊所使用,甚至还可以跟手术相结合,进行可视化引导,可以有效缓解 MRI 资源紧张、使用场景受限的问题。”

对比传统的高磁场 MRI,便携式 MRI 可以在信噪比相差 300 倍的情况下,实现高质量成像,能够具备体内病变的初步筛查作用,并针对主要临床应用(如癌症,中风诊断等)进行了针对性地优化。

此外,该项目实现了一系列技术创新。如在材料上,设备使用的钐钴稀土材料,能够克服温度对成像质量的影响,这种稀土材料多用于军事上的导弹舵机等精密电磁应用;团队还研发了一种特殊线圈结构的超材料,可帮助有效改善成像质量。

而在软件方面,设备内部还嵌入了一整套人工智能算法,可以快速出图;解决伪影问题,提高成像质量;还可以通过深度学习,持续优化迭代,越用越准。目前,该智能算法在 Facebook 的 FASTMRI 项目的国际竞赛里面,已经取得了成像质量全球第三名的好成绩。

实际上,在芯片、操作系统、血压、核磁等一些列技术成果背后,是华米科技多年的长期研发和持续投入。黄汪表示,过去三年里用于研发方面的投入,平均每年达到了 4.1 亿元,去年更高达 5.38 亿元;相当于一些新兴互联网公司及 IoT 智能硬件公司的 2 倍,甚至是 3 倍。近年来,华米科技已经申请了 1000 多项专利,其中,发明专利接近一半、在美国的核心发明专利申请近 100 项;目前已授权的,就有 550 项。

华米科技创立于 2013 年,2020 年健康设备出货量达 4570 万台。今年一季度,华米自有品牌 Amazfit、Zepp 智能手表的出货量已经跻身全球前四(IDC 数据)。截至 2021 年 3 月 31 日,智能健康设备全球总出货量超 1 亿 7 千万台。

黄汪表示,本届 Next Beat 大会以 “The Future of Health” 为主题,正是为了致力于传递 “科技连接健康” 的理念,不断丰富和推进 “芯端云” 战略,并传递对健康产业未来的思考。当然,这一切才刚刚开始。