IoT和穿戴式裝置分析環境資訊的工作，若完全仰賴雲端負責處理，將為系統寬頻與功率帶來龐大的負擔；因此，強化近端處理與分析感測資料的能力，將有助實現智慧化的創新功能。
隨著物聯網(IoT)正快速成為事實，它不但將改變我們與世界以及各種事物的互動方式，同時也會改變我們對「智慧」的期望。未來的智慧系統將能感知真實世界的資料，並即時地產生自動回應。在全球各地，這類系統的應用將橫跨所有產業；從穿戴式裝置的發展藍圖來看，已開始看到一些最佳使用案例的出現。
IoT與穿戴式裝置的發展潛力不僅僅只是把所有東西與網際網路互連，而且還要能把資訊和服務需求與對環境的了解結合在一起。因此，重點在於對周遭環境的互動和感知。在未來的智慧型系統中，會有無數的感測器。
感測器扮演IoT應用要角
長期以來，感測器一直是嵌入式系統的重要元件，但現在，隨著IoT與無線連接功能的興起，感測器更將成為關鍵，在新的智慧型裝置世界中，扮演著收集與連結資料的重要角色。
感測器將擔負起把真實世界資料轉換為電子訊號的重要任務。透過執行軟體的專家和感測器製造商開發的演算法，能把實體資訊轉換為有價值的資料。
運動手環的功能如果僅限於記錄與回報活動量，還是沒有用的。它必須能解讀一連串的動作，並根據使用者的相關活動進行歸類。例如，如果系統能綜合一整天的走路步數，將每天的活動量製成圖表，並把它們與每周一的平均值相比，或是找出周末與平日的運動量差異等，這樣從消費者的角度來看，它才會變成有用的工具。
然而，管理和讀取感測器資料的任務可不是那麼簡單。環境變數的校正與補償是很複雜的。把多個感測器的資料整合到單一檢視中，我們稱之為「感測器融合」(Sensor Fusion)。它包含了先進的數學以及交叉關連分析，才能以單一數值代表特定的事件或量測值。
若進一步考慮，由於製造或環境背景效應的因素，基於不同技術或演算法的感測器可能會有不同的差別與變異。因此，把多個感測器的結果整合在一起，提供了一種可將不想要的變異彼此抵銷的方法，便能以單一、有效且相關的方式來檢視特定事件。
穿戴式和IoT裝置用的感測器必須能解讀資料，並為其賦予意義，才能據此作出正確的決定。感測器必須包含樣式辨認(Pattern Recognition)、預測與分析的先進演算法，再結合感測器融合功能，才能降低錯誤與雜訊。
智慧型感測器提升醫療/運動應用效益
現今穿戴式裝置已進入醫療市場，但僅作為非正式的諮詢角色。像監測器這類的裝置能夠結合使用者的健康計畫，讓它變得更為有用。但是，心跳監測器能在危急情況時提供協助嗎？
在許多國家，都要靠首先抵達意外現場的人員來處理重要的緊急情況，而這些急救成員必須在沒有完整資訊的情況下進行危機處理。例如，當一組護理人員抵達事故現場時，可能會發現有許多病患分散在不同的位置，而且有些並不是在視線範圍之內。傳統的對講機式無線電通話會有幫助，但依然無法提供完整的事故樣貌。
先抵人員需要的是被告知其他團隊成員的位置，並了解哪些成員已經著手進行病患的照護工作，以及還有哪些成員可以提供協助。利用新一代的穿戴式裝置，先抵人員便能根據位置與現場狀況進行通訊並獲得協助，讓他們能對意外事件有更完整的掌握。此外，像個人心跳與活動監控這類裝置，能提醒團隊有關個別成員的狀態，當需要備援資源時便會發出通知。這種以目標、定位為基礎的通訊方式，還能避免廣播會對其他隊員造成干擾的訊息，並有助於整體資源的管理。
運動產業已經採用多項技術來確保比賽規則與規範的遵循，從監控奧運賽事的奪冠瞬間、到網球場的界外判斷，都可以看到許多科技應用的實例。而現在，穿戴式技術已滲透到球員的運動鞋、衣服和頭盔中，帶來了許多新穎有趣的應用。在頭盔與其他的安全設備中，配備腦震盪感測器可有助於了解重複受傷的潛在累積效應。教練能觀察並監控隊員的位置與活動，當比賽進行時便能隨時依情況作變更。
可適應性學習也將成為穿戴式技術不可或缺的一部分。舉例來說，由於運動時最講究的就是姿勢和動作，因此，未來的鞋子將能指引運動員最佳的重量分配與站姿。它還能把天氣、行事曆和其他因素等外部變數關連在一起，為使用者推算出完整的規劃。如果使用者的行事曆顯示，他預計要在某日跑步，但卻意外的帶錯了球鞋，系統將能提醒使用者，他帶錯道具了！
感測器平台邁向智慧化世代
以上討論了幾個創新的穿戴式裝置範例，未來這些裝置都將成為消費者生活中的一部分。顯然地，這類創新並不只是利用感測器來記錄和回報訊息，而是根據分析與情境來指引並協助使用者。作為收集原始資料的網路邊緣裝置(Edge Device)，感測器確實可提供記錄與回報功能。而針對IoT和穿戴式裝置的預測大多認為，分析與環境資訊的產生將會在雲端中進行，同時，所有感測器資料的詳細紀錄也會在雲端中進行管理。
然而，此方法有幾項缺點。首先，以雲端為中心的模式會為系統頻寬與功率效率帶來龐大負擔。因此，最好能將原始的感測器資料先在近端進行分析，再將其傳送到雲端。
另一個挑戰是，網際網路連接性不一定隨時都有或是很可靠，所以近端的智慧與分析可帶來顯著優勢，並能在邊緣節點提供重要的預處理功能，與雲端解決方案彼此互補。邊緣裝置的智慧功能可透過區域網路的智慧集線器和路由器來補強，以提升整體的系統頻寬與能源效率。如此一來，來自雲端對節點的要求就能智慧、且有效地被管理與過濾了。
節點通常是以低功耗運作，而且資源有限。若缺乏觸發事件，節點大部分時間都是處於睡眠狀態。但是，若有很多來自雲端的未協調要求，便會很快地耗盡電池與頻寬資源。利用智慧型路由器和集線器來管理要求的優先順序是很有用的。例如，如果標有時間戳記的溫度讀數，能先保留在近端的集線器，一般範圍的量測需求便能先在集線器端進行管理。當出現高準確度的要求時，集線器便能智慧地將要求傳送到睡眠狀態中的邊緣節點，以便進行處理與分析。
隨著我們即將邁向一個充滿智慧型裝置的新世界，穿戴式技術便不僅僅是時尚宣言而已。穿戴式裝置必須能為使用者提供有用、即時且精確的訊息，而不是一大堆氾濫的數據。不管是我們手上戴的智慧手環、或是球鞋或衣服中內嵌的感測器，這些未來設計都必須納入智慧功能與環境認知，才能將人類與裝置的互動體驗推升到全新境界。
(本文作者為Imagination Technologies IoT市場行銷總監)