探寻华为运动健康科学实验室 好产品原来是这样诞生的!

宅秘 【原创】 作者:任泽宇 2020-12-14 10:06
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  2015年3月,华为正式发布首款智能手表——Huawei Watch,为华为的智能可穿戴生态开创了良好的开端。智能穿戴设备作为华为全场景智慧战略“1+8+N”重要的一环,在2020年,华为向市场推出7款腕上智能穿戴产品,其中,HUAWEI WATCH GT 2、HUAWEI GT 2 Pro和HUAWEI WATCH FIT等智能手表凭借专业的运动健康功能和产品体验,获得全球消费者的好评。

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  五年的时间过去,根据全球知名市场咨询机构IDC公布的市场调研报告显示,2020年第二季度华为腕上穿戴设备市场份额居全球第一。随着华为运动健康科学实验室正式亮相,它的出现让消费者了解到华为是如何借助现代科技手段,创造丰富的穿戴产品和运动健康功能,把主动健康生活方式带入全球消费者的生活里。

何为华为运动健康科学实验室

  如果你想了解华为智能穿戴产品如何从研发到面世,那么一定不要错过位于西安的华为运动健康科学实验室,因为在这个首度面向消费者全景式展示的运动健康实验室,你可以了解到由智能穿戴产品工程师、数据分析师和运动健康专业人士组成的华为研发团队如何通过高科技的研发设备和一系列极具创新的研究范式,从而构建出专业的运动健康数据处理和算法能力。

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  据了解,位于西安的华为运动健康科学实验室于2020年11月30日正式建成投入使用。它紧邻华为西安研究所,总面积达1100㎡,是华为迄今单体面积最大的运动健康实验室。这里汇聚拥有专业背景的研究员和开发者,横跨计算机软件、工学、物理、数学、体育等学科,大家一起创造出更多创新的研究方法,共同探索运动健康技术的创新与应用,帮助更多人更科学地运动、更健康地生活,为全球消费者带来科学而又便捷的运动健康体验。

  华为消费者业务CEO、华为常务董事余承东就在微博上表示:“像大家熟知的华为智能穿戴产品的超强两周长续航,跑步、游泳和滑雪等17项专业运动功能,专业的心率、心电、睡眠等健康监测功能……这些科学体验的诞生,都是在华为的运动健康科学实验室里。”

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  笔者也受邀参观了华为运动健康科学实验室 ,经过一番参观体验后也打破了笔者对于研发实验室固有的印象。在运动健康专业测评实验区不只有专业的测试设备,更是有一群充满活力的工作人员参与到运动中,借助二十余种专业研究设备,通过不断采集人体运动健康数据,来不断优化华为运动健康数据算法,让不同的消费者都能获得同样精准的运动健康数据。

运动健康专业测评实验区让运动化繁为简

  在参观活动中,位于三层的运动健康专业测评实验区是本次活动的重点参观区域,也是唯一能拍摄的区域。(可靠性测试等试验区会有严格的保密措施,因此不能拍照)。走入大门后就能看到一面非常大的落地镜以及铺装好的地板,这一区域为舞蹈、瑜伽、操类运动研究、检测去,主要对舞蹈、瑜伽、普拉提、操类运动等姿态、课程体系的研究以及运动过程中心率、卡路里等数据的研究。

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  向内前进就能看到室内运动研究、检测区和器械训练研究、检测区,以目前华为旗舰智能手表——HUAWEI WATCH GT 2 Pro为例,这款产品支持步行、跑步、骑行、泳池游泳、自由训练、椭圆机、划船机在内的7种室内运动,还覆盖了瑜伽、动感单车、爵士舞等极限、休闲、健身、水上项目、球类、冰雪项目等六大运动类型。而在室内运动研究、检测区和器械训练研究、检测区内能完成室内跑步、划船机、登山机、椭圆机、室内单车、哑铃、杠铃、功能性训练和核心训练等训练项目的研究工作。将手表与专业的测试仪器进行数据对比,最终使HUAWEI WATCH GT 2 Pro监测到的运动数据可以与专业运动设备保持高度一致。

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  当然,整个实验区内最令人瞩目的还是整齐划一的悬挂式跑台和足底压力分布式系统,华为的研究员使用造价2W/平方厘米的足底压力分布跑道、心肺功能代谢仪、心率带、专业大型跑台和光学动作姿态捕捉系统在内的5种专业设备搭建出跑步功能开发测试系统,用来采集和分析跑步相关的核心数据,可对跑步运动中的足部数据和运动数据进行研究。

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  测试过程中,被测试者会背负上检测仪器,测试运动心率、卡路里消耗、最大摄氧量、运动乳酸阀等数据,同时还会带上华为的智能穿戴设备,将获得的数据和专业设备上获得的数据进行不断的对比,这些数据经数据算法的不断测试与优化,还原出人在跑步时的身体状态。

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  据了解,仅在2020年,研究员们搜集的跑步数据累积时间长达 10900小时,跑步里程约105000公里,相当于绕着地球赤道跑了两圈半。而这还只是华为在跑步这一项上的积累,在诸如越野跑、登山和骑行方面,也经历了反复测试和数据准确验证,经过长时间的数据积累比对和优化,让我们手腕上的智能穿戴设备拥有媲美专业设备的数据监测能力。

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  华为还在HUAWEI WATCH GT 2 Pro上新增高尔夫练习场模式,使得手表能够记录挥杆速度、挥杆节奏、上杆时间和下杆时间等专业数据,还提供了可视化挥杆动作示范。而这一功能的背后,实验室里的高尔夫室内模拟设备在功能研发阶段发挥了重要作用。专业的高尔夫球教练和学生在此训练测试,经历了2万次挥杆后,2500多组专业数据被搜集起来,最终辅助开发出该功能。在现场专业的高尔夫教练也为我们进行了演示,最终获得了3分的最佳成绩。

健康研究实验室让健康触手可及

  心血管疾病是全球人类健康的第一大威胁,华为运动健康实验室通过大数据采集、测试、算法演算优化、健康数据经第三方专业机构验证(准确性对标专业医疗器械),最终在HUAWEI WATCH GT 2 Pro上实现了全天候心率监测和全天候血氧饱和度(SpO2)监测,能实现如连续心率实时模式、连续心率智能模式、游泳心率、运动心率上下限提醒、运动心率范围提醒、最大心率区间、储备心率区间等等,背后的数据采集和优化,离不开健康研究实验室。

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  在现场,华为的研发工程师们将HUAWEI WATCH GT 2 Pro和专业的医疗设备获取的数据同时显示在显示屏幕上并进行比对,找到二者间的不同之处并记录,最终使智能穿戴设备的获取到的数据无限接近于专业设备。

  如今,HUAWEI TruSeen心率技术经过5年持续不断的技术更新已经提升至第四代,更高的准确性使得以HUAWEI WATCH GT 2 Pro通过加入权威医疗机构的研究项目,为心脏健康监测开辟了一个新的道路。目前华为与301医院发起心脏健康研究,精细化识别心律失常,提供房颤及早搏筛查、个性化指导、预约就诊、跟踪随访等整合管理服务;同时新增房颤风险预测研究,帮助提前预测房颤发作风险,自主管理心脏健康。

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  HUAWEI WATCH GT 2 Pro ECG版本作为华为首款通过国家药品监督管理局(NMPA)二类医疗器械注册证的智能穿戴设备,基于款高性能ECG传感器,带来专业的心电采集功能。中国医促会与华为血管健康研究团队合作的血管健康研究项目基于华为HUAWEI Research创新研究平台及华为智能穿戴设备高性能的PPG及ECG传感器展开,是业界首次突破基于腕部ECG+PPG的动脉硬化风险筛查研究。基于HUAWEI WATCH GT2 Pro ECG版本高性能ECG和PCG传感器,发起血管健康研究,智能识别脉搏波、心电等信息,多参数融合判断,准确筛查动脉硬化程度,了解自身血管健康状况,提供分层分级的专业建议,及早发现动脉硬化风险,自主管理血管健康。

  华为消费者业务智能穿戴与运动健康产品线总裁张炜表示,“华为运动健康科学实验室研究员将各自专业领域的经验进行碰撞与融合,把实验室变成了一个健康生活方式的创新工坊,把华为的智能产品‘训练’成一个个可靠的‘腕上健身私教’和‘主动健康管家’。”

每一款产品面世前都要经历这些事情

  华为运动健康科学实验室 还专门为智能穿戴设备建立了可靠性实验室,其中包含大型机械臂实验区、自动化、可靠性实验区和OTA升级自动化实验区,在每一款产品面世前,都要在这里经历“九九八十一难”,参照多项国家标准和国际标准,利用机械设备和软件工具模拟出许多极限使用场景,对华为智能穿戴产品的硬件和软件的使用寿命进行破坏性测试,整个产品团队设计的可靠性测试多达数百项,只有历经这些“劫难”而依旧顽强的设备,才会有机会与消费者见面。

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  在实验室中绝大多数测速环节都是交由专业的测试机器全自动化进行,令笔者印象最深的是大型六轴机械臂,将华为穿戴设备佩戴至机械上后,机械臂就会通过对手部、腕部、胳膊的姿态模拟,模拟抬腕亮屏显示及户外GPS环境下的运动场景模拟。除此之外,还会有其他专业的设备对手表的各个单项功能和全部功能进行演示,并通过高速摄像机将过程记录下来,哪怕出现一次延迟一次失误也会被研究员准确的发现。通过精细到单一功能点的可靠性检测,使华为穿戴设备在长时间使用的情况下依旧能保持稳定。

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  同时,在测试过程中还会对华为穿戴设备进行续航测试,续航测试分为两种测试方法,第一种是使用机械臂模拟我们日常的使用习惯来测算出最终的功耗。另一种是将手表拆解,并通过高精密的检测软件测试每一个元器件的功能,最终推算出设备的使用功耗。

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  实验室的一侧墙上放置了一个超级大的机柜,在柜子中有一百台智能手机和手表,华为工程师通过软件进行固件升级的测试,模拟在固件升级过程中,是否会有发生系统BUG等问题,确保用户更新固件时,不会有成“砖”的情况发生。

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  在多达数百项的可靠性测试中,四分之一的测试项目属于极限破坏性测试。例如HUAWEI WATCH GT 2 Pro在宣传中提到的是50米防水,但在测试中,实验室的测试条件要远高于承诺给用户的使用条件,测试人员实际上会进行最高10个大气压的加压测试。此外,诸如屏幕抗冲击测试、抗刮擦测试、手表表带抗扭曲拉伸测试、高温高盐雾的腐蚀测试,每个按键进行上万次的按压测试等可靠性测试项目,如果测试不合格,它们将被拆解分析以改进产品,最后再被送往制造工厂集中销毁。华为通过更多的冗余测试,给消费者带来更安心的产品体验。

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尾声:

  华为消费者业务CEO余承东说,“智能穿戴产品是一些‘小’产品,但背后却是关乎消费者如何科学运动和健康生活的‘大’科学。” 张炜谈道,“未来,华为将继续加大在运动健康领域的投资,计划将在东莞松山湖建设另一个运动健康实验室,联合华为全球10余所科学研究所的研发资源形成合力,构建一个全球多地协同的运动健康综合研究平台,打造一个创新、领先、开放的华为运动健康生态圈。让复杂变得简单,让专业变得更准确,不断为消费者带来创新的产品将是我们一直努力的方向。”

  未来,华为智能穿戴将继续加大投入,保持创新,不断提升其在运动和健康领域的专业性,创造出更科学、更专业的穿戴产品和运动健康功能,帮助全球消费者更科学地运动,更健康地生活。

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