「把人們從電腦桌前解放出來」，這是 iPhone 對人類最偉大的貢獻之一。從此，不再是人們去遷就電腦，而是電腦化身為４吋的手機，藏身在口袋、手掌中，隨侍等候主人的召喚。就在人們又增加一個自由維度的同時，卻又落入另一個深淵 – 低頭族逐漸占領公車、捷運、街頭。Steve Jobs 實現了他的承諾「改變這個世界」，但是還不夠，這還不是我們想要的，我們還希望能有人能把我們的眼睛也解放出來，讓我們能抬起頭來，用正常的眼光看世界，而且還要將隱藏在背後，我們原來需要刻意尋找的，也都自動呈現在眼前。終於可穿戴電腦將使我們擺脫緊盯4吋螢幕的生活，而且是在適當的時機、適當的地方、以適當的方式顯現相關訊息。

從 Google Glass 領軍，我們可以陸續看到 Apple、Microsoft、Sony、Nike、Jawbone 等大廠相繼推出諸如 iWatch、智慧手環、智慧運動鞋…等概念和產品，好像突然間百家爭鳴，令人應接不暇。依此趨勢發展，這些智慧裝置有可能如眾多好萊塢電影「預告」的一般，逐漸地、無痕的融入我們的生活細節中，甚至進入我們的身體內 (例如：晶片植入、電子藥丸)，最後就如同空氣，成為現代人生活在現代文明中，感受不到卻無時無刻不圍繞著、影響著我們，須臾不可分離，甚至是我們身體的一部分。

Google Glass 引爆風潮

就在2012年6月28日，Google在 I/O產品發佈會發表穿戴式IT產品：Google Glass。它集合了聲控、照相、骨傳導與擴增實景等功能，揭開了一個新時代的序幕。其結構（圖一）包括一個位於右眼側上方的微型顯示器，一個位於右眼外側以平行方式放置的5百萬像素/720p可聲控高畫質攝影鏡頭，一個位於太陽穴上方的觸控板（圖二），以及喇叭、麥克風、陀螺儀感測器，以及在正常使用情況下可以提供足以支撐一天電力需求的內置電池。

圖一、Google Glass 結構

資料來源：http://googleglasses.nu/

其視訊顯示的效果，讓你就像是正在觀看８英呎遠處的25吋高畫質 (High Definition) 視訊一般，清晰舒服。而你以「ok, glass」下指令給 Google Glass，它就能立即執行：照相、錄影、搜尋、查詢、導航等十餘種功能。它還能將虛擬影像疊加在真實世界的景象上，讓你體驗所謂擴增實境 (Augmented Reality) 的效用（圖二，左）。例如，搭配 Google Maps，它不只能幫你找到最近的美食餐廳地點，同時還能將路線指引疊加在你眼前的景象上，讓你想走錯路都不容易。

圖二、專利號 US8,217,856 圖式1
 
資料來源：USPTO

關於其指令與資料輸入方式，由於眼鏡本身穿戴的方式限制，Google glass沒有採用目前一般人較熟悉的觸控螢幕，除了現已提供以語音來下指令外，Google仍持續在開發擴充新的指令與資料輸入方式，我們由其相關專利可以發現Google已經研發了其他的輸入方式，例如以戒指透過紅外線（IR) 通訊的方式執行輸入（圖三)；或是在眼睛的左右兩端設置微型投影機與攝影鏡頭，以雷射光將鍵盤投影到掌心即可進行輸入（圖四)。

圖三、專利號 US8,179,604 圖式                                          圖四、專利號 US8,228,315 圖式
    
資料來源：USPTO                                                                    資料來源：USPTO

而其揚聲器乃採用骨傳導 (bone-conduction) 方式，可透過與耳廓接觸的鏡架部份聽到語音，能有效地穿透背景噪音，不會漏掉資訊，同時本人可清楚聽見但周圍的人卻聽不見對方通話內容。透過這個眼鏡，Google 想讓使用者能同時接受來自真實世界與網路空間的聲音和影像，而且能自由切換、悠游其中。

Apple 蓄勢待發

Google 將一個概念落實為一項可量產的商品，引爆了新一波穿戴式裝置的風潮。Apple 當然也不會在這下一世代的戰場上缺席，眾所囑目它也即將推出 iWatch。這款智慧型手錶預估將內建 iOS系統，由 iWatch 的專利中我們可以了解，iWatch將支援 Facetime、WiFi、藍牙、Airplay、擴增實境等功能，也會支援 Retina 觸控螢幕。另外，對於 Apple 其他已經具有的技術，預料也將因 iWatch 而衍生新的應用，例如結合其 Siri 語音助理中已應用的~針對「整體上下文」之語音辨識功能 (Electronic devices with voice command and contextual data processing capabilities)，讓iWatch變成你的貼身助理，它先對你下的語音指令進行預處裡，同時儲存語音指令及其上下文，並透過網路上傳到雲端伺服器進行解譯與執行，然後回傳並顯示結果。例如，你下了「尋找500公尺內的加油站」的指令，它就能分析出「尋找」「500公尺」、「內、「加油站」等詞句，進行解讀然後執行相應的動作，最後顯示其位置與前往之最佳路徑 (圖五)。

圖五、專利號 US201315537, US8,296,383 圖式
 
資料來源：USPTO                       

我們另可由其「整合觸控及接收太陽能」(Integrated touch sensor and solar assembly) (圖八) 相關專利中發現，「可撓曲的顯示裝置」(Flexible display devices) (圖六與圖七) 與太陽能板模組此兩項技術的結合，我們預料若照前述專利在觸控面板的夾層之間嵌入太陽能板模組，就能讓配戴iWatch的用戶在戶外時，利用其可撓曲觸控面板進行太陽能充電。

圖六、專利號 US20130010405 圖式
    
資料來源：USPTO

圖七、專利號 US20130010405 圖式
         
資料來源：USPTO

圖八、專利號 US8,368,654 圖式
　
資料來源：USPTO

群雄並起，逐鹿天下

這個領域的其它競爭廠商還有很多，其中筆者要先介紹 Jawbone，它透過自行研發與購併，目前旗下已經擁有３百多項專利，其中部份穿戴式裝置的應用非常吸引人。例如 Jawbone UP 2 所具有的睡眠監測功能，就是一個可偵測及記錄配戴者睡眠狀態之專利技術。到了預先設定的時間範圍內，只要佩戴者也處於輕度睡眠的時間點，它就能通過震動將人喚醒。也就是它能根據配戴者的實際睡眠狀況，在預設範圍內動態調整喚醒的時間點，並透過震動的方式喚醒用戶，並不會吵到其他人。而中國大陸的咕咚則結合百度雲推出與前述 Jawbone UP 2 幾乎完全相同的智能手環，並強調在地化的功能訴求。（請參閱北美智權報先前文章：完全複製！智能手環服務評比。）

撇開商業模式與功能不談，就咕咚報載的技術特徵而言，筆者認為其很難迴避掉 Jawbone 的專利，除非採取降低規格或減少功能的方式，就算如此，也還需要進行詳細的比對，才能據以判斷是否侵權。（請參閱前文：研發人員為什麼需要知道專利侵權判斷準則？）

而 Fitbit 公司在2011年推出具備運動與睡眠監控功能的新產品 Fitbit Ultra 和 Fitbit Flex，能紀錄步數、消耗的熱量、睡眠的時數等，並無線同步到雲端（圖九）。它包含數個精密的微型感測器，例如它的高度感測器可精密到 0.2 米，可以計算爬了幾階樓梯，判斷你的運動量夠不夠等。

圖九、專利號 US 8,463,577 圖式

資料來源：USPTO

不過，Fitbit 與 Adidas (Micoach Pacer Bundle) 和 Nike (FuelBand) 已經先後被 SportBrain 在美國德州東區聯邦地院提出專利侵權告訴，它控告 Fitbit 的產品 (包括 Fitbit Ultra) 侵害其專利權，後續發展尚待觀察。有意思的是， SportBrain 在今年已退出這個產品製造市場，另行設立公司，轉為一個專利「非實施實體」 (Non-Practice Entity)，專靠行使其專利權來獲利。

等待真正偉大產品的誕生

除了上述所提產品，可穿戴式科技產品主要型態還有：

• 眼鏡型
• 手錶型
• 鞋襪型
• 服飾型

相關的關鍵技術元件包括：

• 感測器（光、溫度、壓力、…）
• 微機電（速度、陀螺儀…等MEMS）
• 通訊設施（Wi-Fi、ZigBee、Blueooth、NFC…）
• 顯示器 (超小型液晶、電子紙、LCOS、微型投影儀、微型相機鏡頭)
• 軟硬體整合技術 (語音控制、骨傳導技術、監控技術…)
• 其他 (GPS、微型太陽能板…)

目前的穿戴式產品陸續發表，但卻還沒出現真正偉大的產品，我們認為在這個領域還有不少問題需要解決，也代表還有更龐大的商機，等待著有心人。而專利技術要全面落實到實際的產品，也還有一段長遠的路要走，但就目前日益熱烈的競爭態勢而言，多家大廠已宣示穿戴式裝置將成為智慧型裝置發展的下一世代主戰場，各大廠的積極發展與投入令人熱切期待！

而從以下幾個方向來看，筆者認為台灣廠商應該可以找到搶進市場的新機會:

• 必須將各個元件重新設計，進一步微縮、降低功耗、整合。
• 高度整合的晶片設計：以往可以與PCB板上其他元件協力完成的功能，都必須整合到單晶片上，滿足其輕、薄、小、低功耗的要求。
• 客製化的單晶片或晶片組才能滿足特定功能要求。
• 要連結相關環境感測器（Sensor），做到全方位環境認知，包括用戶的身體環境、所處的周邊環境。

日前奇景光電 (Himax) 獲得Google投資6.3%，也因其旗下立景光電的LCOS專利技術，它也是目前Google Glass之LCOS方案的唯一供應商。由此看來，堅持對的方向，持續投入技術開發，取得專利保護，終將獲得市場的認同，享受勝利的果實。只是這一路上，人為設置的路障會越來越多，產品研發前、研發過程中，應隨時做好專利檢索、專利分析，這已經成為研發人員與主管的必要功課。

既然這些是研發人員必須面對又無可迴避的課題，我們就應該儘早做好準備，最好還能有經驗豐富的先行者，即時提點，就可以省卻日後無謂的損失與困擾，甚至能反守為攻，自己也來申請專利，給別人設路障和門檻，我們才能建立競爭的優勢。

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