科学家×创业者｜希卡立科技顾昌展：用微波技术感知人体健康

今年10月，刚刚设立一年半的上海希卡立科技有限公司（下称希卡立）对外宣布完成千万级天使轮融资。希卡立是以射频/毫米波技术为核心健康监护类产品研发企业。

人们熟知的毫米波雷达技术的应用领域早年主要集中在大气探测、军事等专业领域；近年来，随着汽车自动驾驶和辅助驾驶的发展，毫米波雷达技术的应用愈加成熟，在智能家居、健康监测、人机交互等场景中也开始出现了毫米波雷达的应用案例。“将毫米波技术应用于消费类产品”，上海交通大学（下称上海交大）副教授、博士生导师顾昌展研究这件事已有十多年的时间。

隔空无感获取心肺运动的细节信息

借助毫米波感知前端和算法等创新技术，希卡立的监测产品以非接触方式获取呼吸、心跳等人体生理数据，从而实现对呼吸暂停、哮喘、心律失常等老年高发心肺慢病的监测。

“和常规的监测产品相比，它最大的特点是无须佩戴和操作，而且我们的监测数据精准度可以达到医疗级，远远高于市面上的监测手表。”顾昌展日前在接受澎湃科技采访时表示，目前希卡立已经与国内一些大型养老机构、保险公司以及智慧家居产品公司达成合作，实现批量出货；同时还与多家上海交大附属三甲医院等国内医院联合开展临床研究，以开发更多形态的监测产品。 

希卡立与医院合作设计睡眠监测方案，图片由受访者提供。

“目前市场上确实慢慢出现越来越多的生物雷达健康监测产品，这说明随着大众对健康的关注和对舒适便捷监测的需求显著上升，毫米波无感健康监测已经逐渐成为新的趋势。”顾昌展介绍说。

据了解，目前将毫米波技术应用于消费级场景的产品多数基于传统车载雷达芯片架构，但汽车雷达在近距离、高精度要求、场景复杂的健康监测场景其实水土不服。因此，如何通过硬件的底层创新来更精确地“获取”数据，以及如何更准确地对获取的数据进行“处理”使数据真正发挥作用，是消费级毫米波技术面临的关键挑战。

参与研发世界首款集成毫米波雷达的智能硬件产品

早在浙江大学读硕士起，顾昌展便开始研究利用电磁破进行无感监测人体生命体征，是国内最早开始这一领域研究的团队之一。2008年前往美国攻读博士期间，他继续在这一领域从事科研工作。但10年前，毫米波雷达最普遍的应用仍在军事和气象等专业领域。2013年博士毕业之后的顾昌展只能从事射频芯片的相关工作，但这也为他今天开发产品积累了更多底层硬件相关的技术，“我们产品所用的芯片不是采购市场上现成的芯片方案，而是和战略合作伙伴进行半定制化合作，我自己也会参与芯片合作伙伴的芯片设计中。”

2015年，顾昌展加入谷歌硅谷总部的先进技术创新实验室，成为世界前沿毫米波项目Project Soli创始成员，在此期间作为核心技术人员参与研发了世界上第一款消费级毫米波雷达芯片。 

“我们现在操作手机是通过触摸屏幕来实现，当时我们想的是把屏幕去掉，隔空就可以操作，实现这一目标一般会通过摄像头拍摄视频，但拍摄一方面会侵犯隐私，另一方面功耗很大；毫米波雷达技术只对运动敏感，可以获取我们想要的运动信息，算力要求很低。”

不过在2015年时，连自动驾驶尚未普及，更难采购到做人机交互的芯片，“当时我们投了数千万美元来做这件事。”最终与德国半导体公司英飞凌合作，顾昌展和团队还是把世界上第一款消费性毫米波雷达芯片做出来了。

顾昌展在谷歌，图片由受访者提供。

将技术在创新实验室打磨成熟后，顾昌展来到了谷歌的手机部门，把在实验室的研究成果用在谷歌的手机里，“我们想的场景是，譬如你手脏了不方便接触手机，就可以用到非触摸控制的功能。”虽然最后证明将这一技术植入手机的性价比并不高，毫米波手机只生产了一代就放弃了。但这一经历对于顾昌展来说，“激发了对于毫米波应用于消费级领域做更大的事情的思考”，也让他萌生了回国创业的想法。 

“如果创业，应回中国”

“虽然谷歌的手机没有在中国售卖，但是谷歌的手机其实都是在中国生产的。”顾昌展作为当时毫米波模组的负责人，为了跑供应链，在2017年和2018年期间几乎每年往中国飞十多趟，“因为这是一项新技术，没人知道怎么设计、安装和测试，所以我们必须深度参与进去。”

期间，他也曾在富士康产线里和工人一起工作。正是通过这一过程，顾昌展看到了毫米波技术从实验室研究走向产品化过程中诸多的流程，摸清了其中的门道。也是在这一过程中，顾昌展切身体会到中国供应链的强大，“谷歌这么大的公司，也没有去世界其他地方制造手机，即便不在中国售卖，也是在中国造，因为在中国你几乎可以找到手机整个供应链上下游，中国可以提供制造电子产品所需要的所有供应链资源，这是我亲身经历后看到的。”顾昌展说，当时他便觉得“如果创业，应该选择回中国。”

回国并不是一个容易的决定，“在硅谷，有很多中国人谈论要不要回国，但一旦孩子上了小学后，大多数人是不会选择回去的；即便有些人回国了，但很快又回去了，毕竟家人在美国。”已经在美国生活了十多年的顾昌展坦言，他在美国对周围的一切都太熟悉了，“譬如今年6月我去美国出差，从旧金山机场出来，我租个车都可以不用导航，一时间仿佛又回到了以前，美国不像中国，隔了几年就会发生很大的变化，在美国生活就是平平淡淡的。”

放弃这种熟悉的生活很难，但这种平淡并不是顾昌展想要的生活，“硅谷的创业氛围一直很浓，2018年以前中国有很多投资机构活跃在硅谷，我也参与过很多华人的创业活动，一直对创业很感兴趣，但我也知道自己的优势在技术，如果没有团队盲目创业太鲁莽了。”

2018年，顾昌展认识了时任上海交大副校长的毛军发院士，后者的主要研究领域正是微波与射频技术，双方一拍即合。2019年顾昌展全家从美国搬回中国，“决定回国，我选择先回到学校，是因为学校的实验室是继续打磨技术的一个好地方。”2022年6月，希卡立正式成立。

“从技术到产品的认知是一个漫长的摸索过程”

选择消费级的健康监测产品作为毫米波雷达技术的应用领域，顾昌展认为这是市场的选择，也是各类资源汇集后水到渠成的事。“无论从国家层面的健康中国2030规划，还是经历疫情之后大家对于健康的重视，整体健康监测市场的发展是确定的；此外，我们接到了很多三甲医院的合作邀请，通过大数据AI模型，用生物雷达判断被测者的心肺慢病，实现人体健康大模型的建立。”

从科研到创业，顾昌展和研发团队也在不断转变思路，“我们做科研时，觉得做技术就要做到顶尖”，但这与做产品的追求目标可能并不一致。

顾昌展举了个例子，在做睡眠监测算法时，他们在实验室搭建了“睡眠间”，晚上用他们的设备和从医院借来的睡眠监测金标准——多导睡眠监测仪（PSG）共同采集数据，白天做数据分析和算法调优，和交大附属医院的医生沟通专业医学问题以调整阈值，这样在实验室和医院持续实验了近三个月，收集了千余小时的数据。实现了睡眠具体时相、睡眠时生命体征超过95%的判断精度，并行业内首次实现精度超过90%的睡眠呼吸暂停判断方法。”然而，在与越来越多的产品公司开展合作后，顾昌展发现做产品，除了需要“极客”的态度外，更需要懂用户需求、懂得真实场景。比如，在监测儿童的睡眠时，发现儿童睡眠有从床头睡到床尾的睡眠特点；在监测老人的睡眠时，发现老人的心跳比成人微弱不少。于是，研发团队开始将本来在实验室和医院进行的标准化睡眠实验搬到亲朋好友的家中，在千余小时的测试中，收集了各种人群，各式各样的睡眠方式，半年时间内算法迭代了三十余版，硬件迭代了十余版。现在，“希卡立睡眠监测方案已经是一个产品级的方案了”，下一步，顾昌展希望找到更多的场景，并把产品稳定性做到极致。