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中国智能硬件进化简史
发布时间:2018-09-20 10:43  来源:规划研究所  作者:陆平 黎文娟

 智能硬件主要指以人机交互、设备传感互联、大数据、人工智能等新一代信息技术为特征的智能终端产品与服务。随着物联网基础设施持续完善、智能算法迭代升级、应用服务市场的不断成熟,智能硬件行业正在以智能手机为核心向智能家居、智能车载、智能可穿戴、健康医疗、无人机等新兴领域不断拓展,开启智慧生活无限想像。

第一阶段:智能手机时代(2007年-2012年)
关键词:触摸交互、第三方应用商店
以智能手机为突破点,智能硬件闯入人们的生活。这一阶段智能硬件的发展主要是智能手机创新,触摸交互方式彻底革新了手机使用体验,商业模式则以硬件为入口和载体,以内容与应用服务为核心。
随着苹果手机的横空出世,触摸式交互硬件日渐普及。由于智能硬件贴近人们日常生活,交互方式的变革对于应用影响极大。在诺基亚时代,触摸屏还未普及,人们与智能手机的交互方式更多地是通过键盘按键的方式,当时比较流行的黑莓手机拥有全按键键盘。2007年苹果公司推出iphone后(于2009年进入中国市场),引发了我国触摸式智能手机的浪潮。2009年2月,诺基亚发布其首款触摸屏手机5800XM,同年4月OPPO发布全触屏手机T9,同年10月华为发布触屏手机U8220。触摸交互的优势在于其功能和表现力主要由应用程序来决定,相比于键盘更具灵活性和亲和力。从竞争格局看,2007-2012年苹果智能手机出货量排名第一,2012年三星智能手机增长迅猛,2017-2018年华为手机的出货量增长迅猛,智能手机市场不断上演王者之争。
智能硬件元器件供应平台开始展露头角。在市场发展初期,智能硬件厂商研发的新产品数量规模较小,对芯片的需求量也比较少,传统大型的集成电路供应商难以定制化生产。2010年,科通芯城成立,它是中国首家面向中小企业的集成电路元器件电商平台,科通芯城作为一个智能硬件创业者、集成电路等部件供应商的对接平台,帮助智能硬件创业者更加便捷和廉价的方式获得元器件。
商业模式以内容与应用服务为核心。
一种方式是将智能硬件作为服务的入口。智能硬件作为服务通常引入应用商店,在实现基本功能之上,用户可选择是否订购其它增值服务。该类型智能硬件的盈利模式,在出售硬件时,需要回收全部的硬件成本并依附一定比例的利润。典型硬件产品为智能手机、智能电视等。大多数早期的手机系统虽然都允许在手机上安装第三方应用,如诺基亚的Symbian和微软的Windows CE系统,但需要事前在PC端上下载相应程序,之后与手机进行同步。而苹果iphone(2009年引入中国)搭载的第三方应用商店(App store),提供了一种快速简便的方法来查找、购买和安装应用程序,用户可以直接订购App商店中的应用,在手机中添加功能变得更为便捷。目前,几乎所有的智能手机都搭载第三方应用商店,用户采用付费订购的模式从应用商店中订购App。根据IDC、IHS数据,2011年第三季度,搭载Android的智能手机超过新增市场的50%。2015年1月,谷歌应用商店Google Play的应用数量首次超过了App Store,移动应用分发市场份额跃升至世界第一。
另一种方式是将硬件作为服务的载体。硬件本身不是收入的来源,也不是获得收入的入口,消费者在硬件框架下不断消费。典型硬件产品为kindle等。2007年亚马逊推出kindle,之后不断更新,现已是第六代产品。Kindle模式以阅读器、平板电脑等作为亚马逊产品或者服务的载体,以明显低于同类竞争对手的硬件价格,吸引用户购买亚马逊的硬件(如Kindle Fire等),在此基础上,不断培养用户对亚马逊相关产品和服务的消费习惯,促使这些用户更多地购买亚马逊的音乐、视频、图书等产品。
智能手机借力移动互联网构建了庞大的信息经济,也为更多类型智能硬件的出现奠定了基础,掀起了新的智能硬件创新浪潮。
 
第二阶段:多类型智能硬件崛起(2012年-2015年)
关键词:智能穿戴设备、虚拟现实/增强现实、云服务、预售平台
借助智能手机这一智能终端,更多智能穿戴设备出现,智能硬件云服务平台崛起,初创企业开始通过预售和众筹模式进行创业创新,产业生态逐步完善。
健康医疗类智能硬件快速增长。随着人们对生活品质追求的不断提高,对个人健康管理的需求日益旺盛。智能体脂秤、智能手环/手表等硬件设备成为了采集个人健康数据的重要工具。智能手环/手表能够反映人们日常生活中的锻炼、睡眠、饮食等实时数据。2013年12月,咕咚网发布咕咚智能手环,具有记录运动进程、睡眠质量、智能闹钟、定时提醒等功能。在智能手环领域,华为+小米两品牌的智能手环合计份额70%,斐讯、乐心位居第三、第四位。2015年,有品推出智能体脂秤,之后小米、华为等加入。智能体脂秤可反馈身体信息数据,如体重、脂肪率、水分率、基础代谢率、肌肉量、骨盐量、蛋白质、BMI、身体得分、身体年龄等,并将数据通过云端分析,在手机APP中生成身体健康报告,并提供个性化的运动方案和饮食建议,使用户获得良好的健康服务体验。
虚拟现实/增强现实技术的商业应用日益广泛。虚拟现实技术是融合三维显示技术、三维建模技术、传感测量技术和人机交互技术等多种前沿技术的综合技术,包括虚拟现实、增强现实和混合现实。虚拟现实技术和产品处于加速更新和升级阶段,目前应用主要有三种模式:一是眼镜和手机配合使用模式,如三星Gear、谷歌Cardboard、暴风魔镜(2014年12月发布)等;二是头盔和游戏机配合模式,如Oculus CV、索尼Play Station、HTC Vive 等;三是一体机模式,如SimLens等。目前,眩晕感和交互性也有了较大改善。我国进入虚拟现实领域相对较晚,随着腾讯、阿里巴巴、百度、华为、乐视等企业的陆续进入,行业应用得以加速,市场需求逐步打开。比如淘宝2016年推出的VR购物“Buy+”可以让用户网上购物如同逛实体店,用户能360度视角观看商品,并能够体验虚拟试穿等。从竞争格局看,初步形成两大领先集团,一方面是以谷歌和三星为首的移动VR集团,借助智能手机平台优势搭建移动VR平台抢占规模优势,另一方面是以HTC、Oculus、索尼为首的主机VR集团。
智能硬件云服务平台崛起。在智能硬件领域,用户流量是核心关键资源,社交关系有助于形成产品的口碑传播,而这决定了智能硬件创业者后期商业模式转化。不少智能硬件创业者选择依靠腾讯、京东等互联网公司的大平台。2014年7月,腾讯推出微信智能硬件平台,通过公众服务号接入的智能硬件,用微信来同步、管理不同智能硬件的数据,并将这些数据与微信社交关系连接,提供朋友圈分享等功能。2014年10月,腾讯发布QQ物联智能硬件平台,在流量、服务、核心技术、云资源、大数据计算以及硬件创新服务体系等各方面实施了全方位的能力开放,有助于降低云端、APP端等研发成本,并提升用户粘性。2017年6月,京东推出智能服务平台Alpha,通过开放Alpha Open API,以云端接入或定制化开发的方式为冰箱、电视、音箱、汽车、机器人等多种硬件设备终端开放赋能,并支持第三方开发者的能力接入。虽然智能硬件创业者选择接入腾讯、京东等平台,能够获得平台在流量服务、社交传播等方面的支持,但对于智能硬件的创业者而言,也丧失了智能硬件的部分控制权,一些创业者甚至认为依赖大平台APP易于沦为单纯的硬件制造商,进而陷入低毛利率怪圈。
智能硬件初创企业借力预售和众筹电商平台。这一模式的典型企业是点名时间、京东众筹等,也在这一阶段发展成熟。其早在2011年5月成立,最初主要做股权众筹,2014年7月抛弃了众筹模式,转型为智能硬件首发平台和预售电商。在首发平台方面,点名时间通过集合国内外、线上线下销售渠道,帮助企业进行采购预定。在预售电商方面,点名时间的预售期内,渠道商家可获得3-5折市场价,早期用户可获得5-7折的抢先体验价。2014年7月,京东众筹成立,它借助于京东的电商平台为智能硬件创业者提供了即展即买服务。根据京东众筹提供的数据,截至2017年6月底,京东产品众筹累计筹资额超过44亿元,共呈现10000多个创新众筹项目,其中,千万级项目80多个,百万级项目近800个,众筹项目成功率超过90%。其优势在于:在智能硬件的迭代研发或初试阶段,智能硬件创业者通过京东众筹可以获得有效的市场反馈及启动资金。
 
第三阶段:体感交互时代(2015年-至今)
关键词:语音交互、体感交互、服务机器人、分时租赁
随着语音交互、体感交互方式的进步,智能硬件试图解放双手和其他感官,智能家居、智能家电、服务机器人等纷纷出现,试图占领更多生活场景,并且其在技术、功能和模式上不断更新迭代。
具备语音交互功能的智能硬件成为智能家居的重要产品。触摸技术实现了交互方式从一维向二维平面的拓展,但其局限性在于:手指必须接触于屏幕表面,限制了用户使用范围,智能语音交互成为未来提升用户体验的重要方向之一。2015年,科大讯飞与京东共同出资成立的灵隆科技推出京东叮咚,搭载了科大讯飞的人工智能语音交互界面,优势在于依托AIUI功能,语音识别能力较好,且能够支持接入多个第三方应用平台。2017年7月,阿里巴巴推出了天猫精灵,搭载了阿里巴巴AI Labs的人机智能交互系统AliGenie,天猫精灵的优势在于拥有较为安全的声波支付功能,绑定支付宝后可以进行语音购物。2018年3月,小米推出小爱智能音箱,搭载小米的水滴平台(现升级为小爱开放平台)。用户通过说某个特定的词来唤醒智能音箱,之后便可以与音箱进行语音交互,进而实现零触控的交互体验。这些智能音箱大都搭载了自主学习算法,可以分析并学习用户的偏好、行为与习惯。小爱智能音箱的优势在于价格相对低廉,可以控制小米旗下的电视、扫地机器人、空气净化器、电饭煲等电器,并借助于米家智能插座,智能插线板、墙壁开关对其他品牌的电器进行智能控制。智能家居领域,小米生态链具有绝对优势,占据智能家居市场份额前十名中的五位。随着语音交互、视觉图像交互、动作交互等技术不断升级,服务机器人正在变得越来越贴近人类,如可借助深度摄像头识别面部表情,借助语音识别模块判断情绪,并可接入IBM Watson(沃森)平台,提升自主判断与决策能力。
3D摄像技术的日渐成熟助推三维体感交互。语音交互虽然能够解放双手,但仍有一定的局限性(例如距离限制),对于远程拍照(航拍)、车载、游戏等领域,语音交互往往难以满足其需求。目前一种解决方法是采用三维摄像技术,它有助于实现了视觉交互从二维平面向三维立体空间的拓展,它可用于识别手势动作、人脸、虹膜等生物特征,提升生物识别的安全度。2017年,高通推出了前置iris生物识别模组及高端计算机视觉摄像头模组。Iris生物识别模组主要用于虹膜识别,具有40ms的低延时,并能够支持活体检测。高端计算机视觉摄像头模组通过红外发光器发射出光束,IR摄像头读取该光斑图案,对点状图在物体上发生的扭曲以及点与点之间的距离进行计算,进而与RGB图像进行复合,最后构成3D模型。这意味着搭载高通下一代处理器的智能终端能够实现3D人脸识别、虹膜识别功能。
租赁商业模式开启。一些智能硬件公司采用租赁模式来获得收益,典型硬件产品为共享单车、车载电子系统等。通过销售或者租赁智能硬件设备给用户,计费形式可以是软件许可费、按时计费或按使用里程数。硬件为租赁服务的模式,往往需要持续拓展用户规模,优化用户使用体验。ofo于2014年成立,在2015年6月推出共享单车(小黄车)。摩拜于2015年1月成立,在2016年4月进入城市共享单车运营。成立之初,各共享单车企业便进入了烧钱大战,2017年市场开始猛然刹车,2017年6月悟空单车倒闭之后,町町单车、小鸣单车纷纷陷入困境,行业排名第三的小蓝单车也宣布解散,大量用户押金难以返还。2018年这些共享单车企业纷纷被收编。美团全资收购摩拜单车,滴滴接盘小蓝单车。很多采用租赁模式的智能硬件企业并未抓住“提流速、强体验”这一核心,本质上仍是传统租赁模式在规模上的扩张。
 
未来全景式智慧生活
智能音箱将成为智能家居的重要入口。在智能家居场景,语音交互是比触摸交互更加自然的方式。智能音箱有望成为室内交互的智能终端。智能音箱可以通过接入开放平台,除了实现传统的听音乐、听书、操作家电等功能,还能够实现诸如网络购物、购买外卖、呼叫专车等日常服务。加上日益成熟的声纹识别技术,语音支付安全性也得到提高。Strategy Analytics数据表明,2016年智能音箱全球出货量达到590万台,预计到2022年将增长10倍,市场规模达55亿美元。
运动跟踪+手势识别将成为主流交互模式之一。未来的智能硬件将不再有键盘和鼠标,用户不用将手指接触屏幕,在远距离就能操作界面,交互体验将变得更加自然。随着三维摄像模块在移动芯片上集成,具有运动跟踪和手势识别功能的硬件将越来越多。手势识别配合人工智能技术,能够很好地预判用户的行为意图。例如,用户可以做出一个抓取的手势,便能够打开和放大用户指向的某个虚拟物体。
个人健康数据追踪将衍生新的商机。通过智能定位系统可以获得个人的全方位扫描信息,例如人的位置、动作,甚至是迟疑行为都可能被传感器捕捉与记录下来,通过数据分析精准预测个人的想法和行为。通过健康数据追踪,可以实时获取心跳频率,生物活动程度,从而帮助我们更深入地了解自身身体状况,借助健康大数据分析,可以进行个性化诊疗、推荐个性化的医药,未来甚至可以根据个体基因、生活方式,进行更高级的健康定制化服务。
5G网络将大幅提升智能硬件的用户体验质量。与4G网络相比,5G的数据吞吐量增加了10倍,通信容量增加了100倍,而延迟是此前的十分之一,这对于改善虚拟现实、增强实现等硬件设备的用户体验质量至关重要。5G技术带来的低功耗还将提升智能硬件设备的续航时间。
云平台将给智能硬件营运提供敏捷化服务。云端则提供了高可靠性计算、极快的速度及扩展弹性,而使用者却无需承担任何负担。云端的一个核心优势在于,其变得越强大,终端设备就变得越来越小巧。云端负责所有的工作,而终端只是提供对接云端工作的窗口。在云端里,智能硬件营运商可以轻易地将诸如语音识别、图像识别等功能拓展到硬件之上。
智能硬件正在向智能家居、智能车载、智能可穿戴、健康医疗、无人机等新兴领域不断拓展,并且新技术、新模式不断出现,未来很可能将开启全景式智慧生活,给人们以无限想像空间。
 
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