为什么说“电子鼻子”将颠覆医疗保健服务？

一家新科技初创企业的首席执行官塞缪尔·M.哈米斯（Samuel M. Khamis）开发出了一种可以内置到你智能手机里的芯片，这种芯片可以“闻出”你呼吸的气味。只需吹下气，哈米斯的公司Adamant Technologies开发的这种“电子鼻子”传感器就能提供一个人目前的代谢状态等信息，而且还能实时提供一个人消耗热量的卡路里数据。

对那些正要减肥的人来说，这项技术具有巨大的潜在价值。此外，这项发明经过优化后，还能在人们的哮喘病发作很久之前就对他们提出警告。哈米斯认为，随着应用开发者围绕呼吸分析测试各种可能性，他的这项传感器新技术最终可在医疗保健的很多方面得到应用。

一路走来，在风险投资的保障下，Adamant公司一直在快速成长，哈米斯希望，自己的产品在未来的几年内可大量上市。他的最终目标是，帮助人们更有效地管理自己的健康，并给医生和医疗保健专业人员提供关于病人更深入的信息。

沃顿知识在线与哈米斯就这项技术及其发展前景进行了座谈。《LDI健康经济学家杂志》（LDI Health Economist Magazine）的编辑霍格·莱文斯（Hoag Levins）也参与了本次访谈。

以下即为本次访谈经编辑后的文字版。

霍格 · 莱文斯： 萨姆，你最初是怎么对这个课题感兴趣的？

塞缪尔 ·M. 哈米斯： 我对利用先进技术帮助大众的想法一直都很感兴趣，在我就读研究生院之前，这个志向就已经成了我的使命。2004年，当我去宾夕法尼亚大学研究生院读书时，我开始从事新奇的纳米技术研究。

试验了大约一年以后，我们开发出了新一代传感器，这种传感器能完成以前的技术无法完成的工作。我在宾夕法尼亚大学剩下的时间里开发了这个系统，并构建了可以将其转化成实用技术的模块。我当时意识到，我们可以基于这项技术建立一个出色的公司，虽然最初我并没有明确想到医疗应用和“移动健康”（mobile health）的问题，不过我笃信不疑的是，我们可以用它做某些事情。

我2009年毕业后去了硅谷，因为我一直想从头经历企业的创建过程，可我对初创企业的世界并不怎么了解。所以，我先是在一家开发另一种传感器的公司工作，并通过提供咨询服务挣了些钱。2011年，我创建了Adamant Technologies公司，准备把我在宾夕法尼亚大学开发的那项核心技术应用到医疗领域。

现在，移动医疗市场已经相当火爆了，不过在这个市场中，大家还在各自为政。此外，还需要说明的是，你今天在这个市场看到的所有东西都是根据30到40年前的技术开发出来的。要想缩小与前沿技术的差距，你必须采用一种全新的核心技术。所以说，我们已经为把握这个机会做好了充分准备。

莱文斯： 和我们谈谈这种芯片吧。它是什么东西呢？它采用了纳米技术吗？让它成为一种全新技术，从而使它与传感器市场中的其他产品大不相同的地方在哪儿呢？

哈米斯： 多年以来，人们一直试图利用人造传感器开发出一种“电子鼻子”——一种能像人的鼻子或狗的鼻子那样检测各种物质的装置。可人们解决这个问题的方法却是错误的。能制造出一种表现确实出色的传感器还只是第一步。一直以来，人们总是想开发出这种传感器，并让它检测100种不同的化学物质和100种不同的气味。人们试图为每一种物质和每一种气味都开发出一种传感器。但这种方法是行不通的，因为你必须为100种不同的信号开发出100种不同的传感器，而且各个传感器之间也无法沟通。

而我们完全根据纳米技术开发出的芯片，则能像人的鼻子那样工作。在人类的鼻子里，大约有400种不同的嗅觉受体蛋白质（olfactory receptor proteins）。所以，当我们闻到某些气味的时候，我们的大脑会“看到”400种图谱，并能据此确认一种气味。我们可以存储那些图谱，并将各种图谱区别开来。所以，当我们在一个房间里同时闻到两种不同的气味时，我们能分辨出那两种气味，而不会把它们当成混和到一起的一种气味。

我们开发的传感器芯片将很多微小的纳米传感器整合到了一起，每一个传感器都能检测各种物质。换句话说，它们会对遇到的任何化学物质做出反应，同时，每一个节点的反应都稍有不同。我们制作了与感测器阵列（sensor array）维度相同的图谱，每一种化学物质对应的图谱都稍有不同。所以，我们能让芯片像人类的鼻子那样工作——也就是说，既能检测又能解读我们闻到的气味。

莱文斯： 这是一种已获得专利的独到技术吗？你们是拥有这种技术，还是这种概念呢？

哈米斯： 我在宾夕法尼亚大学读书期间，我们为这项技术申报了很多知识产权，宾夕法尼亚大学物理系的查理·约翰逊小组（Charlie Johnson Group）从研究的角度还在继续开发这项技术。不过现在，我已从宾夕法尼亚大学获得了该项技术知识产权的独家使用权，并把它纳入了我们公司的运营中。当然，我们也一直在为该项技术申报新的知识产权。所以，就这项技术而言，我们拥有涵盖范围非常广泛的知识产权。至于说我们想要开发的产品，我们同样也拥有大量的知识产权。

莱文斯： 好了，我们接下来谈谈这种装置吧。简单来说，我觉得这是一种你们要置入智能手机中的芯片。要想让这种芯片发挥作用，是不是需要新一代的智能手机？和我们谈谈这种技术的现状如何？

哈米斯： 我们现在正在开发的产品可以在最近上市的任何智能手机上使用，其中包括iPhone 5S和三星Galaxy S3以及三星Galaxy S4。我们开发的装置可以通过蓝牙或者USB连接器与人交流。我们采用这种技术的理由在于，它能帮助人们将我们的发明融入日常生活中。这种产品不是一种独立运行的装置，因为人们不想随身携带很多设备。人们希望拥有的是随时可以带在身上、无需改变任何生活习惯的一种产品。这种产品很容易满足这样的需求。

我认为，现在的很多设备之所以失败，是因为它们都要求用户另外要记住某些东西，要改变他们的日常生活习惯。

开发一种能植入你手机的设备，则可以让你的生活很轻松，因为当你用手机打电话的时候，你就在自然地呼吸。你在通话的时候，我们开发的这种芯片就能捕获你的呼吸、分析你的呼吸，另外，你甚至都不用去想查看分析数据的事情。你可以在一段时间以后再查看数据，因为它们已经被归档了。此外，这还是一种非侵入的检测方法。

莱文斯： 听上去你们这种精巧的技术确实很有潜力，不过Adamant Technologies公司需要多久才能成为一家可持续发展的企业呢？你们认为，在全国销售这种产品还需要多少年呢？请和我们谈谈你们的商业计划，还有，怎么才能让这项技术最终成为一种成功的产品呢？

哈米斯： 我们研究了我们的技术可以发挥作用的多种疾病和各种身体状况。举例来说，我们可以跟踪人的代谢状态，并测算出一个人现在消耗的热量数值以及这些都是什么类型的热量。这是一种很简单但功能强大的应用。

从商业角度开发应用这一技术，我们选定了两个应用予以关注。我们首先关注的是哮喘监测的应用，这款应用可以在哮喘发作前45分钟告知哮喘病人。如果你接到了早期预警，那么，你就可以为避免哮喘发作而采取任何措施了。

此外，我们也在开发监测人们代谢状态的应用。对想减肥的人来说，这是个很好的工具。我们可以告诉你：你目前脂肪燃烧的状态如何？你是否处在消耗碳水化合物的状态？你现在正在存储脂肪吗？现在，人们还无法针对减肥实时获取直接的反馈信息，而我们开发的这项技术则可以让人们了解目前的活动对其体重是否有直接的影响。这项技术还可以带来影响更为深远的成果，比如，可以用来监测糖尿病前期的身体状况，并告诉人们是否有可能进入到胰岛素失衡的状态。

就目前而言，开发完成一款监测代谢状态的装置还需要大约18个月的时间。我们还需要进行更多的研发工作、产品开发工作和试验。我们希望，到明年年中，我们可以和1,000位参与者合作，利用1,000台设备启动一项大规模的研究，试验参与者将在3个月的时间内使用我们的原型设备，我们将每天10次追踪他们的呼吸状况。这项研究会给我们提供用户的反馈信息，据此，我们可以构建一个人类呼吸的最大数据库。因为我们开发了高维监测系统，所以，我们收集到的人类呼吸数据规模将是空前的。另外，我们还可以用新生物标记物找出这些数据与身体状况的一一对应关系，所以，我们这项研究最终会比以往进行的所有研究更深入。这就是我们企业现在的发展方向。

沃顿知识在线： 在这一领域，你们的主要竞争对手是谁？你们想怎么为Adamant公司定位呢？

哈米斯： 竞争对手可以分成很多不同的类别。首先，我们会面对采用旧有技术的竞争对手。但他们采用的都是估算的方法。一旦我们可以告诉人们他们的代谢速率以及燃烧的卡路里数据后，我们的成果与他们就是不可同日而语的了。

第二类竞争对手是每次只关注一两个维度，而不是像我们这样同时关注多种问题的公司。很多这类企业也都有传感器产品，但这些传感器只能检测一种化学物质或者检测一种信号。

还有一些人也在关注类似的问题，但他们的着眼点不是呼吸。另有一些企业正在通过检测血液、尿液或汗液来监测健康问题，但这些方法具有侵入性。我们开发的方法则要方便得多，而且也便宜得多。另外，最重要的是，我们的产品是可以重复使用的。你无需像使用我们竞争对手的产品那样使用某些器具。我们的目标是，你可以上千次使用我们的设备也不会有任何问题。这就是我们现在面临的竞争图景。

我们把自己定位成高维度、低功率的轻便设备发开企业，此外，因为这种设备制造起来价格低廉，所以，对用户来说也很便宜。我们的产品能以非侵入、无需用户改变生活习惯的方式完成某些非常复杂的工作。

莱文斯： 你谈到还有18个月完成产品开发，可是，将产品投放市场还需要18个月的时间。你能和我们谈谈你们截至目前募集资金的情况吗？在这个产品带来回报之前，你们还有可供企业再运营3年所需的资金吗？你们募集资金的进展如何？

哈米斯： 企业成立的第一年，我是用自己兜里的钱运作公司的。2012年，我们开始寻求机构投资，科斯拉风险投资公司（Khosla Ventures）为我们完成了首轮投资。这些资金对我们很有帮助……它让我们将这项技术开发成了将来可大规模生产的原型机。现在，我们正处在另一轮投资的过程之中，我们希望能募集到能让我们完成其余的试验并达到产品化阶段所需的足够资金。人们对这种新奇的技术非常有兴趣。我对募集到我们所需的资金这一问题并不怎么担心，尤其是考虑到我们目前的工作进程时。

我想说明的一点是，最近，投资界的态度发生了重要的转变。就在不久前，投资者还非常讨厌风险，而且会避开新技术。可现在，我发现，人们的这一态度正在转变。

莱文斯： 你刚才谈到了为某些严重的健康问题和疾病提出早期预警的系统。你认为这是一种医疗设备吗？你希望美国食品药品管理局（Food and Drug Administration，简称FDA）参与其中吗？食品药品管理局在越来越多地谈论对医疗保健应用实施监管的问题。

哈米斯： Adamant Technologies公司的目标是为消费者制造一种健康设备。我们的很多应用绝对需要食品药品管理局的批准。但我们会先从一款不需要食品药品管理局批准的应用开始，它就是检测人的代谢速率的设备。随后，我们推出的其他应用则需要获得食品药品管理局的核准。

莱文斯： 你还谈到了能帮助人们管理慢性病的技术，慢性病可是“婴儿潮”一代面临的一个巨大问题。以糖尿病为例，请和我们谈谈你们的芯片和设备为病人服务的远景，再有，它怎么能帮助人们完成现在还无法完成或者现在还不能很好完成的任务呢？这种设备怎么融入对晚期糖尿病的管理过程中呢？

哈米斯： 对医疗保健领域的很多人来说，对糖尿病的非侵入式管理手段很可能成为一个“圣杯”。但是，如果你观察一下试图在这一方面为人们提供帮助的那些公司的景况便会发现，这一领域已经成了出色发明的墓地。与此同时，我们还需要考虑到的是，基础研究尚没有找到从呼吸中确定血糖含量的生物标记物。所以，我们的产品还不能用于帮助人们进行血糖管理。但这种产品能告诉你何时血糖含量高、何时血糖含量低，这对处在前期糖尿病阶段的病人是很有帮助的。你可以从呼吸中看到血糖浓度的高峰和低谷，从而，可以清楚告诉人们，何时应该改变自己的饮食结构以及解决问题的方法。这是我们可以做到的。

我的希望是，随着我们对人们呼出的气体中成分的认识更加深入，以及对呼吸与人们行为之间关联性的认识更加深入，我们能发现血糖的生物标记物，或者以前被人们错失的生物标记物组合。所以说，虽然今天我只能告诉你，我们在近期还不会很快开发出一种非侵入性的血糖监测设备，但我认为，有朝一日我们很可能会开发出这样的设备。到了那时候，根据这个创意（开发出来的产品）就能让你采用非侵入方式监测自己的血糖水平了，再也不用总是用针刺手指的方法采血样了。

莱文斯： 为什么说你们的产品会胜过那些可能会乘虚而入、偷窃你们创意的“大佬们”呢？

哈米斯： 我们采用的是最前沿的纳米技术，单单是这种技术本身，就能在相当长的一段时期内，将试图利用逆向工程开发这种技术的人拒之门外。只有那些最有钱而且也掌握最多资源的人才可能进行这样的尝试。但是，在这个世界上，这个领域的专家极少，此外，别人也很难复制我们的技术，很难挖走我们的技术。从技术角度而言，我们已占尽先机。

不过，我担心市场（对这类产品）的接受状况。我一直在想的一个问题是，呼吸诊断并不是人们习以为常的事情。有一小部分人可能会去胸肺科专家的办公室检查肺功能。哮喘病人有时候会用肺活量计测算自己的肺容积。人们已熟悉这种方式了。但我们希望的则是，当你通过呼吸来诊断自己的健康问题时，我们的产品能被市场广泛接受。这一点有点让人担心，不过我认为，通过让人们轻松使用远没有那么吓人的应用从而逐渐接受这种产品的方式，这一问题就可以得到解决。这意味着，我们要从让人们通过呼吸技术了解自己的代谢状况开始，也可以从更简单的事情开始，比如，评估某个人是否有口臭。之后，我们可以更顺畅地把人们引向这一领域，并为人们提供以非侵入方式实时控制自己健康状况的监测设备。

莱文斯： 现在你们公司有多少员工？和我们谈谈公司目前的状态吧。

哈米斯： 我们公司设在南旧金山（South San Francisco）。我们刚刚聘任了第10位员工，他在我们完成了全部产品开发工作的试验机构中工作。此外，我们还与一家为我们制造芯片的外部半导体实验室有合作。我们还有一个由7、8个人构成的外包团队，我的一个团队成员负责协调公司内部团队与外包团队之间的协作。这就是我们公司目前的规模了。我们已经做好了明年大幅增长的准备。我希望在未来9个月再聘用15人，以便继续发展公司业务。

沃顿知识在线： 你预计，移动健康和健身市场的价值到2017年将达到大约250亿美元。你是怎么评估Adamant公司的增长前景的？你们完成这一目标的战略是什么呢？

哈米斯： 实际上，我认为，我们将看到比那个预测更强劲的增长。其理由在于，我们是根据现有的设备和应用来预测未来的市场规模的。不要忘了，新型智能手机和新技术的发展，让移动电话市场经历了近乎指数性的增长，这是人们始料未及的。我认为，我们也会在这个市场看到非常类似的情形。

至于说我们的增长，因为我们构建的是个平台设备，所以，我们能在这个平台上添加新应用和新型检测服务项目。即便我们从健康和健身环节启动，将来依然可以在其他领域实现增长。我们已经为在不同领域的增长做好了充分准备。这是个相当不错的优势。随着市场的增长，我们也会同步增长。

沃顿知识在线： 你们企业面临的主要风险是什么？你们会怎么应对那些风险呢？

哈米斯： 正如我在前面谈到的，一个重要风险就是让消费者接受呼吸诊断设备这一理念。我们可以通过在病人和消费者中间展开试验来应对这一风险。我们准备明年启动一项有1,000人参加的大规模研究，不过我们现在已经在与不同专业的内科医生合作进行规模小得多的研究了。另外，我们还准备与这一领域的专家合作——让他们担纲使用我们产品的教练，并将我们的产品推荐给消费者。我们面临的最大挑战是确保市场接受这种设备，所以，要想让人们渴望拥有它，我们就必须采用正确的营销策略。

另一个显见的风险是监管风险，还有我们在前面讨论过的关涉美国食品药品管理局的事务。

沃顿知识在线： 你刚才谈到你们正在构建史上规模最大的人类呼吸数据库。你们用这个数据库还能干什么其他事情呢？

哈米斯： 我们对传感器聚合（sensor aggregation）很感兴趣，这项技术是指将从我们的传感器获得的数据与目前手机中置入的其他传感器收集的所有数据聚合起来。一部典型的智能手机都会内置一个全球定位系统（GPS）芯片、一个陀螺仪和一个磁力计——你可以将所有这些传感器收集的数据，以及通过无线网从网络上获取的数据汇总到一起。这个技术能让我们服务的功能更加强大，能告诉你在某些地方、某种温度条件下的健康状况。从而，可为你管理自己的健康提供更多的指导建议。如果你总是在某种特定的地方发作哮喘病，那么，能告诉你哪个地方有损你的健康，或者哪个地方有过敏源就是一种很有用的提示。这项技术也能给医疗行业的其他人带来帮助，甚至连广告业也能从中受益。这项技术的潜力是无限的，因为我们以前从来没有这种关于人的呼吸的精细数据。所以说，这项技术对我们公司以及很多人来说都是非常有价值的。

沃顿知识在线： 你对Adamant公司的长期愿景是怎么想的？

哈米斯： 我的愿景是，有朝一日，每个人的手里都有一个能检测自己全面健康状况的设备。人们全天都可以看到自己身体的运行状况，从而，为人们提供健康的控制权。这个手段也能帮助消费者、病人和医生，因为这些数据可帮助医生更全面地了解某个人的健康状况。

我希望我们的技术有助于减少某些疾病的发作；我希望我们能提升疗效，减少人们跑医院的频次，减少人们对某些药物治疗的需求。这就是我的愿景。

从商业的角度来看，我们希望尽快与本行业那些与我们志同道合的人，也就是那些想帮助我们加速工作进程、能让我们把设备及早交到消费者的手里，并让这一愿景很快变成现实的人达成伙伴关系。