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Xsens:推出低成本可穿戴移动应用开发平台,为运动健康、康复领域开发者赋能

作者:焦艳丽 2020-06-03 08:00

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2020年3月,国际数据公司(IDC)旗下的全球季度可穿戴设备观察发布最新数据,2019年第四季度全球可穿戴设备出货量增长82.3%,达到1.189亿部,2019年全年可穿戴设备出货量达到3.365亿部。


可穿戴设备是指直接穿戴在身上,或是整合到用户的衣服或配件上的便携式设备,通过软件支持、数据交互、云端交互实现强大的功能。其中,可穿戴式人体动作捕捉设备采集数据不受场地的限制,无需担心光学遮挡,可以在任意天气任意时间监测用户在室内、室外的各种活动,在运动健康和康复医疗领域展现出了广阔的应用场景。


在运动健康领域,可穿戴式人体动作捕捉设备可用于高尔夫训练、投篮姿势训练、乒乓球姿势训练、跆拳道姿势训练、赛艇运动监测、游泳技术统计等。在康复医疗领域,可穿戴设备可用于步态分析、下肢康复训练。毫无疑问,运动健康和康复医疗领域正在成为可穿戴设备新的增长点。


随着全球可穿戴设备市场高速增长,不少运动健康和康复医疗企业开始布局这一领域。但是对于不具备可穿戴设备开发经验的企业和团队来说,成功研发并生产出一款可穿戴设备并非易事,需要克服诸多困难。


首先,企业需要解决传感器融合算法问题。怎样确保在不同的运动模式下,传感器的姿态输出是准确的?如果在碰到外界干扰(例如来自跑步机、电子设备或健身房的金属结构带来的磁干扰)时,如何确保姿态输出是准确的?蓝牙传输怎么确保数据丢包率是最小的?怎么样才能做到低延迟的时间同步以确保姿态还原是真实的?面对这些问题,企业必须要招聘多名资深的传感器算法硕士、博士,且经过长时间研究,才能找到解决方案。


除了花大价钱组建专业的传感器融合算法团队之外,有没有一种简便、低成本的解决方案,可以帮助企业快速研发、生产出可穿戴设备?针对这一问题,荷兰3D运动追踪技术和产品研发领先企业Xsens已经给出了一份满意的答卷:2020年1月,Xsens在拉斯维加斯的CES 2020正式发布了Xsens DOT可穿戴设备移动应用开发平台,让运动健康和康复医疗等领域的企业和开发者能够更快速、更低成本地开发新的可穿戴移动应用。


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医工结合背景,开辟惯性动作捕捉先河


Xsens总部位于荷兰东部的恩斯赫德市,是全球知名的惯性动作捕捉技术领先企业。公司两位创始人均毕业于特文特大学(Twente University)在医工结合领域走在世界前列,拥有荷兰国家级的研究机构MIRA-生物医学技术和医药工程研究所。这也意味着,创立之初,医工结合就成为了Xsens的内在基因。


正是基于医工结合背景,Xsens在2000年成立之后迅速推出了惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,简称IMU),并将其应用于康复研究、体育科学以及虚拟现实领域。成立仅4年,Xsens就推出了基于惯性传感器的全身动作捕捉套装。


需要注意的是,此前,惯性传感器主要用于火箭导航、轮船导航等方向,动作捕捉行业主要利用光学进行人体动作捕捉,但基于光学的动作捕捉系统存在成本高、受场地限制大等问题。Xsens敏锐地发觉了惯性传感器在人体动作捕捉方面的应用潜力,开发了基于惯性传感器的全身动作捕捉套装,开创和引领了惯性动作捕捉的先河。


基于惯性传感器的全身动作捕捉套装一经发布,就受到了各行各界的青睐。到现在,全球有500多所动画和游戏工作室,以及500多所大学及科研院所在使用Xsens的惯性动作捕捉系统进行游戏开发、动画制作、步态分析、运动生物力学研究、康复训练系统开发等。


IDC发布的报告显示,2019年全年中国可穿戴设备市场出货量9924万台,同比增长37.1%。2019年4月,Xsens进军中国市场,成立了中国地区总部迈柯博科技(上海)有限公司,开始掘金中国可穿戴设备市场。


目前,Xsens中国总部已经组建起了一支专业的技术研发和市场推广团队,技术人员来自高通、华为、美国国家仪器NI、沃尔沃、台积电,拥有多年的资深经验。


中国可穿戴设备日益兴起的同时,不少痛点也随之浮现。Xsens中国区业务发展经理何继明表示:“我们注意到,许多客户在寻求低成本的可穿戴解决方案,因此,Xsens从2019年开始研发基于蓝牙的低成本可穿戴传感器Xsens DOT。”


开放平台,与合作伙伴共享20年的传感器融合算法经验


2020年1月,Xsens在拉斯维加斯的消费电子展上正式发布Xsens DOT,引起了来自医疗、健康、体育、娱乐各界的广泛关注。


Xsens DOT由一组9轴惯性传感器及软件开发包SDK组成,通过低功耗蓝牙与移动设备进行交互,通过低功耗蓝牙与移动设备进行交互,让开发者可以更快速地开发新的移动应用,尤其是针对运动健康和康复医疗领域的相关应用。


据何继明介绍,Xsens DOT的核心竞争内核在于两个核心算法:捷联积分算法(Strapdown Integration Algorithm)以及传感器融合算法(Sensor Fusion Algorithm)。


受蓝牙宽带的限制,以及实时传输的要求,可穿戴移动应用的更新频率不能太高,并且对于原始数据必须要进行下采样以减少数据负载。针对这些问题,Xsens通过捷联积分算法,使得Xsens DOT即使是在低数据更新率的情况下,仍然能够高精度还原人体运动的姿态。


传感器融合算法则是解决了人体在不同的运动模式下,或是受到外部干扰时,仍然能够以最优的结果输出姿态角度,确保B端客户的应用场景不受环境的限制,采集到真实的数据。


Xsens希望通过Xsens DOT及其配套的软件开发包,与生态圈的合作伙伴共享公司20年的智能传感器融合算法及制造平台,并提供专家支持,从而赋能成百上千家的创新者、科研机构及企业,在Xsens DOT平台上构建出各种各样的可穿戴应用场景和商业模式。


自发布以来,Xsens DOT在中国区已经拥有数十家B端用户,其中不乏中国领先的智能医疗器械科研机构,如国家康复辅具研究中心、中科院智能所等。


Xsens DOT的商业模式包括OEM模式和ODM模式。另外,公司也可根据客户需求,按需定制可交付到终端用户的解决方案。


“希望在Xsens和合作伙伴的共同努力下,能够让可穿戴设备越来越小,成本越来越低,穿戴越来越无感,应用场景越来越宽。”何继明谈到。

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