新興技術為穿戴式裝置創造前所未有的可能性，但同時也面對產品設計過程中的挑戰。例如眼球追蹤技術可應用在行銷與醫學研究，也可能將虛實整合的使用體驗融入日常生活，擴大虛擬實境(VR)與擴增實境(AR)的應用範圍。RISC-V整合智慧化技術，則能建立更具有彈性的感測系統，提供更具實用性的語言轉換輔具等產品。然而產品上市前，仍離不開測試驗證需求，透過採用簡單易用的測試方案，可加速產品上市時間。
眼球追蹤無限可能
眼球追蹤擴大穿戴裝置的應用範圍與可能性，促使虛實整合技術融入研究領域與日常生活。見臻科技執行長簡韶逸(圖1)提及，結合眼球追蹤技術的裝置可分為兩種類型，一是將模組裝在螢幕下方，追蹤使用者觀看的位置，進行遠距離的眼球追蹤。另一種則是穿戴式的眼球追蹤，透過智慧眼鏡追蹤使用者觀看的位置。眼球追蹤的應用領域多元，包含用眼睛控制的使用者介面，也可以跟真實世界互動；行銷也是常見的用途，主要在做研究的時候，讓受測者戴上智慧眼鏡走進賣場，就可以知道受測者對哪些貨架看的時間比較長或頻率比較高；在駕駛的情境下，可以判斷駕駛是否疲勞開車；於醫療研究中，可以從眼球動態判斷眼睛或腦部的病變狀況；在訓練跟教育場景中，透過追蹤眼球分析專家做研究的方式，即可將專家的知識傳遞給他人；輔具也是重要的應用，例如無法對外溝通的漸凍人能藉眼睛向外表達想法。
元宇宙(Metaverse)就是基於新興技術衍生的藍圖，概念是未來有一個虛擬世界，人們只要戴上頭盔或智慧眼鏡就可以進入這個世界，可以在其中參加活動、跟認識的人互動，至此人類會在很多不同的維度生活。元宇宙可說在AR與VR之後的下一個應用，在人類生活中融入虛擬技術，眼睛也就變成重要的使用者介面。此外，眼球追蹤與元宇宙的概念結合，還能創造身在其中的轉播體驗，例如使用者戴上頭盔，即可如同實際坐在球場內般觀看球賽直播。
針對眼球追蹤的技術落地，見臻科技開發尺寸小且省電的眼球追蹤模組，並計畫在2021年量產。該產品除了兼顧功耗與尺寸，也能彈性應用於頭盔與眼鏡上，團隊也與高通展開人工智慧(AI)技術合作，在XR2平台上提供眼球追蹤功能。採用見臻科技的眼球追蹤模組，裝置戴上後即可使用，也可以進一步透過一秒的單點校正，提升辨識精準度。且辨識內容在方向以外加入深度，因此可以計算視線的方向與交會點深度，提升眼球追蹤的精準度。
克服連線/驗證/安全挑戰
萬物聯網帶動各領域的物聯網(IoT)裝置出貨量及傳輸資料量大幅上升，根據調研機構IHS統計，2030年IoT裝置的出貨量成長1250億，年均複合成長率達12%。是德科技技術工程師黃志偉(圖2)說明，穿戴式裝置可以分成兩種，第一種是關鍵任務型，以醫療用的穿戴裝置為主，包含生物醫學的感測裝置、主動植入式療、血壓計、心跳帶等等。另一種是常見的消費型應用，例如智慧眼鏡、手環、手表、鞋襪、皮帶等。
當IoT的發展演進到新的應用情境，產生以下六大挑戰。首先是連接性，這是最基本也是最關鍵的功能，要確保IoT裝置可以彼此相連。面對無線連接的標準不斷更新，需要打造在任何情況下都能穩定連線的裝置。其次是持續性，IoT裝置通常採用可攜式電池，因此電池壽命與續航力攸關產品的耐用度，因此產品開發透過準確的計算跟驗證優化電池功耗。第三是法規，供應商需要確保IoT裝置符合無線傳輸跟全球的法規標準，從產品生命週期的各個階段，包含設計、測試驗證、製造、部署都可以做先期的認證跟相符性的測試。第四是共存性，由於無線傳輸標準種類很多，可能彼此干擾，共存性測試的目的在於確保裝置維持無線連接的效能。第五個是網路安全，為了保護資料不要遭到破壞，需要格外注重產品的資安設計。最後是使用者體驗，也就是開發出來的產品要尋找良好的產品測試方案，提供產品設計方面的驗證，兼具功能跟效能的實用性，以滿足使用者需求。
其中連接性是穿戴式裝置最基本的指標，確認裝置可以跟其他設備之間正確傳輸資訊。常見的無線傳輸包含近距離的NFC與RFID，到距離較遠的區域網路，如Wi-Fi或藍牙，以及3G發展到5G的技術等，傳輸技術大多都已經成熟，產品設計者除了選擇適合的傳輸標準，還要克服三項挑戰。首先是如果開發人員的RF知識不足，在產品因應物聯網需求加入無線傳輸模組時，會遇到技術門檻產生的挑戰。第二項是物聯網裝置強調感測的功能，除了車用跟醫療需要精密的感測功能而價位較高，其他的產品通常是採用低價的銷售策略，為了維持較低的產品成本，但是兼顧連線品質，就是研發人員需要克服的議題。最後為了提高生產效率，在產線上需要盡快完成測試，加速產品上市時間。因此是德科技推出IOT8700測試方案，可以透過OTA測試Wi-Fi與藍牙都可以測試，測試時間短且設定簡單、方便使用。並且可以彈性測試不同類型的IoT裝置，以及裝置的Tx power、Rx敏感度。
RISC-V開拓AI創新
RISC-V架構為產業帶來四個方面的創新，包含採用RSIC-V架構的軟體都可以相容，所帶來的自由度；客製化指令集所具備的彈性；標準組織針對未來應用尚在制定相關規格，突顯其未來性；相互貢獻的社群也為此建立良好的生態系。而針對RISC-V在穿戴裝置的應用，晶心科技業務發展副處長洪彰辰(圖3)舉例產學研究案例，該案例針對中風、腦性麻痺等無法清楚發音的病患，設計語音轉換系統。該系統的開發基於RISC-V核心，加上學界研發的低功耗深度神經網路(DNN)加速器，達到整體系統只需要5W的低功耗成果，如果以TWS的電池晶片換算，採用此系統的裝置可以持續使用24小時。此應用基於AI技術，讓配戴的病患能將語意不清的說話內容轉換為清楚的發音。
AI與RISC-V架構為穿戴式裝置設計帶來新的機會與挑戰，包含如何將AI技術結合硬體設備、保護資安以及降低系統功耗，都是產品設計時需要克服的課題。降低功耗可以從系統級別切入，也就是不可能每一個晶片隨時都在運作，所以如何在系統內運作跟開關機，就是降低功耗的關鍵之一。此外，降低CPU功耗也是有效的方向，需要把透過將動態功耗降低，並且找到加速運算的方式，以實現低功耗CPU。針對降低CPU功耗，晶心科技提出DSP與VPU解決方案，DSP擴充的功耗低且效率高，可以有效加速針對聲音、小圖像或是某些機器學習的應用，VPU也能提供更高效能的運算。
軟體方面，需要整合AI的上層應用跟下層的CPU核心。執行AI應用之前，資料跟訊號要經過前處理和後處理，接著從AI的架構跟模型下手，透過離線的AI模型組織，連接到引擎介面，最終經由晶心科技提供的編譯器及OpenCL的異質架構，將AI應用與CPU的硬體結合。
綜觀穿戴式裝置朝向嶄新的方向進展，精準且低功耗的眼球追蹤模組，提供實現元宇宙的可能性。加上RISC-V架構結合AI實現智慧輔具等應用，可見開放性架構的具備的創新潛能。同時易於導入的測試方案，也進一步確保IoT裝置連線的穩定性，以及資訊安全的保障。
