未来智能硬件的发展

　　提出问题

　　2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放5G商用牌照。我国正式进入5G商用元年。

　　5G已经启程，那物联网时代是否已经真正到来？

　　从2005年物联网概念正式公布起，物联网和智能硬件的市场表现并没有想象中那样火爆，所以真正的物联网时代尚未开启。我们不妨从智能手机和移动互联网的历史猜一下物联网时代的转折点。

　　

　　图1 智能手机和移动网络的主要时间线

　　2G商用到3G商用，3G到4G，以及4G到5G，基本是以9年为间隔。

　　所以我参考智能手机发展的时间间隔。从1993年世界第一台智能手机Simon PDA出现，到2008年，乔布斯重新定义移动互联网，推出iPhone 3G，包含AppStore和3G芯片。

　　也就是，iPhone+AppStore+3G，开启真正的移动互联网时代。这中间，历经15年。

　　再参考移动互联网的关键终端的发展，即第一台3G手机到iPhone 3G，用了5年时间。

　　第一个物联网的智能设备很难考证，所以我用2005年（国际电信联盟（ITU）正式确定物联网概念）作为物联网的开端。

　　那根据上面的时间，我猜测2020-2024年，极有可能出现重新发明智能硬件的硬件X。然后，硬件X+软件Y+5G，开启真正的物联网时代。

　　

　　图2 来源：网络 Simon PDA（左）和iPhone 3G（右）

　　回到当下，我们应该如何“重新发明”智能硬件？我不知道答案。

　　但我们不妨简单对比下普通手机到智能手机的发展，分析如何将普通硬件设计成智能硬件。

　　首先声明一下，我并不是智能硬件行业的产品经理，只是对智能硬件有极大的兴趣。以下观点都只是个人思考或脑洞，可能存在错误，欢迎大家指正~

　　从普通手机发展到智能手机的过程中，有很多影响因素。我将影响因素分为宏观和微观两部分。宏观因素包括政治、经济、社会和技术等。例如，政治因素如何影响智能手机的设计？

　　90年代末，美国联邦通信委员会（FCC）和美国国会通过了E-911法案。该法案要求当用户拨打911求救电话时，警察、消防员或急救人员可以获得呼叫者的地理坐标。

　　在当时，救援人员并不能通过手机确定用户位置。所以E-911法案之后，行业协会研究在手机上装GPS。同年，第一款内置GPS的手机Benefon Esc诞生。

　　

　　图3 来源：网络 Benefon ESC手机

　　微观因素包括用户需求和企业需求等。如果要系统分析所有影响因素对智能手机的影响，需要较大的篇章。所以我选择从用户需求的角度切入，分析智能手机的发展，并类比思考我们可以如何设计智能硬件。

　　观点一：找准产品定位，让硬件更好地发挥本质能力

　　首先，为了移动性通话，人们发明了手机。那时，手机（cellphone）只能用来电话通讯。此时，用户的需求主要是更小更方便随身携带的手机。

　　后来，掌上电脑（PDA）被推出。于是，用户希望能更好地发挥手机的移动性，希望有设备可以结合手机和掌上电脑，这样他们可以随时随地打电话和处理日常事务。所以，世界第一台智能手机Simon PDA应需而生，随之诞生的还有智能手机概念（smartphone）。

　　从这段发展可以看出，手机诞生后，它的本质能力只有：移动、电话通讯。随着越来越多用户希望手机可以随时随地处理更多事务，于是，人们将“计算机”（电脑）能力加到手机上，设计出智能手机。

　　这是第一次进化，属于硬件进化。这里要明确的是，手机不是因为要“智能化”才被引入“计算机”，而是因为被引入了“计算机”才有“智能”。

　　2007年，苹果公司发布第一代iPhone。它的出现，改变了手机行业，改变了互联网。

　　但从硬件上看，第一代iPhone在当年并不是开创性的。那时已经有触屏手机和平板电脑，也有了性能更好的3G的手机。第一代iPhone的贡献是“重新发明”手机，不但重新发明外观，也赋予了智能手机正确的能力定位：能电话通讯的移动计算机。

　　也就是苹果认为，智能手机拥有计算机能力之后，更应该以移动计算机能力为主，而非移动电话能力。

　　为了让智能手机更好发挥能力，苹果为第一代iPhone引入了计算机的软件概念，创造了移动APP。例如，它的系统是基于mac电脑的OS X发展而来的IOS1.0，同时有几个体验与计算机类似的官方APP。

　　虽然一开始，苹果觉得不需要第三方APP。但庆幸，苹果看到第三方APP的潜力，并于iPhone 3G版正式开放AppStore。

　　这是智能手机的第二次进化，包括能力定位变化和软件进化。IPhone的IOS系统的成功，以及后来模仿IOS引入软件生态的Android系统的市场占有率，证明了智能手机的软件的重要性，也证明了软硬结合的重要性。

　　

　　图4 来源：Gartner 历年智能手机操作系统市场份额

　　智能手机的第三次进化是产品定位进化。随着手机的能力越来越强，用户使用手机的时间越来越长，使用的APP越来越来多，手机的产品定位逐渐变成“个人的延伸”。这个定位决定了手机在物联网中将担负“大脑”或“网络中心”等重要职责。

　　根据以上相关分析，我们为了将普通硬件设计成智能硬件，也可以引入计算机能力。那我们如何让硬件发挥它的原始能力和计算机能力？难道学智能手机，也引入计算机的软件概念吗？

　　例如，智能硬件有自己的系统和自己的AppStore？我觉得要找准定位，可以引入系统软件概念，但不要轻易引入软件生态。

　　例如智能硬件使用鸿蒙系统，但生态app放在其他控制终端上（如手机、电脑等）。因为智能手机已经担任了大脑角色和控制中心，有着丰富的软件生态。如果智能硬件拥有自己的软件生态，可能会与手机的定位冲突，造成不必要的浪费。

　　同时，虽然为了更好发挥智能手机的能力，苹果为智能手机引入了软件生态，但这时的手机的本质能力已经变成“移动计算机”。而智能硬件的本质能力在被引入计算机后并没有变化。所以，我们应该利用计算机能力，让智能硬件更好地发挥本质能力。

　　下面是我设想如何设计智能电饭煲的例子。首先，电饭煲的本质能力是加热内锅。然后，加热可分为2个维度：程度、时间。也就是，火力的大小和加热的时长。而结合时间维度，不同时间不同火力的加热就组成加热曲线，也可以叫温度曲线。

　　一个普通电饭煲，温度曲线一般按不同功能预设固定。我们如果为电饭煲引入计算机能力，那可以让手机通过物联网控制它的加热能力。也就是，用手机控制电饭煲的加热的两个维度，形成自定义温度曲线。

　　例如，煮饭时，用户可以设置先大火加热几分钟，再小火加热几分钟。这样设置好温度时间曲线，预约启动。

　　如果更进一步，可以进行条件操作。例如，用电饭煲煲汤时，可以设定条件，检测到水开了，就降低加热火力，用小火慢炖。这样可以节省电力。

　　参考小米智能电饭煲，它拥有智能温度曲线，用手机识别米品种，根据不同品种执行不同温度曲线的加热方案。

　　

　　图5 来源：小米商城 小米智能电饭煲的智能温度曲线

　　上面例子有个发散点，我们设计智能硬件时，或许可以把复杂或运算大的操作放到手机/电脑等强大终端，让智能硬件专注于执行方案（发挥本质能力）。这样或许可以降低成本，也符合未来物联网的分布式趋势。

　　观点二：让智能硬件通过软件和物联网帮我们完成更多行动

　　从普通手机到智能手机，用户能利用手机做的事情越来越多。从最初的发短信、行程管理到现在点外卖、打车等。

　　实际上，用户需求被满足的过程，是一种线下行为转移到线上的过程，在这过程中，越来越多行动可以由智能手机通过软件和互联网帮助完成。

　　那我们能否让智能硬件通过软件和物联网帮我们完成更多行动？毕竟很多用户吐槽现在的大部分智能硬件并不智能，很多东西都不会做。

　　

　　图6 用户用三种电饭煲煮饭的行动流程图

　　可以看到，如果智能电饭煲只是多了个手机启动功能，那用户需要的行动反而更多。

　　所以我设想，如果智能电饭煲可以监测到锅盖合上的信号，然后让手机启动自动任务，语音向用户确认任务内容。用户合上锅盖后，在去做其他事情的路上就可以顺便语音确认任务，让手机自动启动煮饭任务。

　　这样智能硬件就可以通过软件和物联网帮用户完成更多行动。还有个例子就是海尔的智能热水器，它可以按照用户洗澡习惯，提前准备好热水。准备好后，通过手机通知用户。

　　观点三：智能硬件模块化

　　从普通手机到智能手机的发展过程中，出现过很多探索路线。模块化就是其中之一。2004年，清华大学经济管理学院的谢伟发表了《模块化和中国手机制造业的兴起》这篇文章。然后，中国有厂商试图研发，可是失败了。

　　2008年，以色列厂商研发了MODU手机。MODU是一种体积非常小的手机，它不仅自身有完整的手机功能，而且还可以插入其他外壳而变成一款新的手机。例如插入GPS模块、插入数字相框模块等。可惜该项目不久就以失败告终。

　　谷歌的ProjectAra项目是模块化手机的著名项目，可惜2016年已被正式终止。

　　

　　图7 来源：网络 谷歌ProjectAra 模块化手机

　　手机模块化的思路源自电脑个性化组装。毕竟手机也是一种计算机。那为什么手机模块化没有火起来呢？原因有很多，例如，硬件互通问题，模块费用高昂问题等。手机模块化破坏了智能手机的能力本质之一的“移动性”（全部整合后过于笨重），也是原因之一。

　　物联网时代，对于智能硬件，特别是智能家居领域，高昂的成本是市场推广的极大阻碍。手机模块化是否有参考意义？因为模块化的手机本身的费用并不高，只是各种模块的费用较高，也破坏了手机的移动性。

　　而对于智能硬件，可能这些不是问题。首先，智能硬件模块化，是将基础功能和智能功能分离。类似联想的moto Z系列，将手机整机和加装模块分离。

　　同时，大部分智能硬件，特别是智能家居，一般较为固定，且本身就不具备较高的移动性。也就是，模块化并不影响硬件的本质能力。硬件还是能正常使用，如果用户要体验智能化，就可以单独购买智能模块。我觉得智能硬件模块化是一种推广思路。

　　

　　图8 来源：MozoZ官网 联想Moto Z系列手机及其模块

　　简单总结

　　

　　图9 简单总结