從自研電機切入 刷牙過程可視化 一晤未來 想讓電動牙刷變得更聰明

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國產牙刷,能否刷出新高度。


活動會場規劃布置https://www.xinseopr.com/170864-16/20220415170435/image_1.jpg

文|楊亞飛
封面來源|一晤未來 evowera


在所有個護小家電里,牙刷是個特別的存在。疫情之後的一個重要分水嶺是,中國電動牙刷零售額在2020年首次超過手動牙刷。根據Euromontior,二者期內零售額分別為93.4億元、83.7億元,普及率的提高肉眼可見,人們越來越重視口腔護理,併為之做更高的支出預算。
更好的清潔能力,以及“懶人友好”,是電動牙刷的產品賣點。電機(又稱“馬達”)作為電動牙刷的核心組件,決定了清潔能力的高低。中國電動牙刷市場發展已久,不過目前仍以飛利浦、Oral-B等傳統海外品牌為主導,根據奧維雲網線上監測數據顯示,二者在2021年1-11月,分別居於電動牙刷品牌份額第一、三名。不過類似usmile、素士等國產品牌也在涌現。
在市場滲透率和零售額雙重增長背景下,新老品牌在展開激烈交手。36氪近期關註到的「一晤未來 evowera」,便是這麼一家誕生於深圳的新銳個人消費電子品牌,其創始團隊為一批來自大疆創新的工程師,專長於個人消費類電子設備動力系統的開發。
“從全球電動牙刷產品來看,大多數的動力系統仍停留在5-10年前的水平,”一晤未來CEO劉翊涵告訴36氪,動力性能的好壞,直接影響潔牙的效率和舒適度。這促使他們決定切入進來,並經過三年研發,於2020年12月推出首款單品“自適應聲波電動牙刷planck O1”。
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一晤未來首款電動牙刷planck O1,圖據受訪者提供

這家2017年創立的新品牌,已經獲得了資本持續加碼,並在近期完成由光遠和聲、高瓴創投、Brizan Ventures以及松柏投資聯合投資的A輪融資。據36氪瞭解,本輪融資發生前,一晤未來還曾獲得數百萬人民幣天使輪融資。


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重新設計牙刷“心臟”,一晤未來做了款不一樣的牙刷

市面上的電動牙刷主要為旋轉式、聲波式兩類,其中以聲波震動式應用最為普遍,常見於各大品牌中高檔產品線。具體到清潔效果來說,振頻是一個重要的、消費者可感知的指標,普遍在1萬次/分-3萬次/分不等,但牙刷清潔效率並非只跟振頻有關。
電機驅動刷頭振動的過程,本身仍是還原刷牙的過程。振頻的提高,意味着單位時間內帶動刷毛更多運動次數。從效率的角度,相對於手動刷牙,電動牙刷在單位時間內能做更多的功。劉翊涵告訴36氪,通俗來說就是,同樣時間內,電動牙刷實際刷的里程數,要遠遠大於手動牙刷。
除了振頻,影響刷牙清潔程度的因素還有很多,由於刷毛一端固定,一端自由,需要考慮到力學里的模態問題,即在不同模態下,會對應到刷毛不同的震動階段。並且,刷牙效率不會隨着振頻提升進而線性提升,而是到了某一個階段,力就無法從固定的一端傳遞到另一端。
事實上,臨床口腔醫學對於“理想振頻”已經有相關研究結論,從實際臨床觀察來看,當頻率在3萬次/分鐘-4萬次/分鐘之間時,電動牙刷的清潔效率最好。此外,刷牙時間間隔、刷毛材料等也會對清潔度有影響,但相對於前者,顯然難起到決定性作用。
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一晤未來planck O1使用的杜邦刷毛,圖據受訪者提供


做功的衰減問題是行業普遍面臨的一個難題,刷毛貼在牙齒錶面時,會產生較大的阻力,尤其是牙縫區域,刷毛的阻力更大,進而影響實際清潔牙齒的有效動力。劉翊涵告訴36氪,由於衰減問題的存在,電動牙刷實際刷牙效果,跟放在空中觀察到振頻的動作存在差距。
“手握牙刷柄的時候,振動的感覺始終存在,會誤以為牙刷在工作,但實際我們觀察下來,衰減特別嚴重的電動牙刷,刷毛當貼緊牙齒的時候,基本就不動了。”劉翊涵說,從用戶使用角度來說,可能並不知道衰減問題的存在,但會感覺刷不乾凈,往往會加上手刷的動作,但這顯然跟電動牙刷本身效率提升的初衷相悖。
衰減問題也跟市場上主要採用的電機較為落後有關。在動力系統方面,現有電動牙刷採用的動力方案主要分兩種:一類為玩具車馬達主導的旋轉式,清潔力度大,但易導致牙齦出血,不太適合業內普遍推薦的巴氏刷牙法的刷牙方式;一類為震動電機主導的振動式,採用單相電機,扭矩較小,遇到水波和牙齒等阻力後,振幅衰減明顯,清潔效果較差。
為瞭解決電機的衰減問題,一晤未來實驗室自主開發了hypermag ® 工業永磁同步伺服電機。相對於傳統單相電機,這一三相電機方案具備體積小、重量輕、噪音小的特點。這也是伺服電機首次應用於電動牙刷產品,此類電機過去多應用於精密儀器,如機械手臂、醫療器械等專業領域。
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planck O1採用的自研hypermag ® 伺服電機,圖據受訪者提供

“hypermag ®伺服電機不僅動力冗餘充足,抗衰減能力也很強,能真正做到對牙齒清潔的有效輸出。”劉翊涵說,對於牙齒排列不整齊或者有重疊的情況,伺服電機也能均衡提供足夠的力幫助清潔牙齒。
據悉,planck O1帶動電機轉動的主控芯片,可以實現1秒控制電機執行2萬次命令,遠高於市面上多數同類產品1秒僅執行200次命令,清潔效率提升30%。聲學實驗室測試結果顯示,其噪音值低至42dB(A),低於同品類產品15%左右。
這一突出成效賴於一晤未來的持續產品打磨,據悉,在長達3年的研發過程中,一晤未來便迭代了23版電機方案據一晤未來CTO白睿表示,過程中多次調整顯示屏的清晰度和功能按鍵的切換速度,不斷提升電動牙刷手柄的美觀和舒適度。
“通常來說,扭矩和轉速是衡量電機性能兩個重要的參數,但由於涉及到不停換向動作,需要涉及到整體結構的轉動慣量的優化。”劉翊涵告訴36氪,23版方案迭代過程,也是效率、可靠性等不斷優化的過程。


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做“更聰明”的牙刷

獨特的自適應功能,是planck O1的另一大看點,通過線性霍爾傳感器配合閉環控制算法,planck O1可以實現對輸出扭矩進行精準調配。在實際刷牙過程中,刷頭在遇到牙齦等口腔敏感區域時,會自動降低或調整清潔力度,避免造成使用者的不適。
“刷頭每擺動哪怕0.1度,都是由伺服電機直驅,而市面上主流的動力,更多是借助彈力來實現,電機並不清楚自身所處的刷毛位置。”劉翊涵說,對比之下的好處在於,刷毛每刷一個位置,電機都能夠準確識別所在的位置,以及刷毛受到的阻力,從而保證健康的刷牙力度。
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針對不同牙齒健康度的動力自適應,圖據受訪者提供

據悉,這種對刷牙姿態的識別,得益於設備里的IMU姿態單元加持,其作用在於,可以更準確地判斷出牙刷在空間中的姿態變化。由於人類牙齒外型大致一樣,可以根據三維坐標的變化,映射出刷得區域。過去IMU常應用於導彈、火箭、無人機等高精密產品。
相對於普通電動牙刷,一晤未來還在planck O1牙刷手柄處內置高清顯示屏,可以顯示刷牙力度、時長、漏刷區域、刷頭壽命,以及當地時間和溫度等信息。
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planck O1產品圖,圖據受訪者提供

針對不同口腔健康情況,planck O1還推出了清潔、亮白、敏感、舒緩、按摩等多個模式。劉翊涵告訴36氪,市面上大多數產品不同模式的切換,主要還是振動節奏的變化,但實際刷牙效果來看,不同模式下的電機擺幅、頻率變化並不明顯。
對於一晤未來來說,自適應是結合伺服電機的特性及閉環控制、姿態識別軟硬件技術實現,而對於敏感、舒緩需求的特定人群來說,一晤未來可以對刷頭擺幅、頻次進行精準控制,在提升刷牙體感同時,保證清潔度。
同時,planck O1的刷頭內置芯片,可以識別每次刷牙的力度和時間,計算刷頭的使用壽命,更個性化地為用戶推薦刷頭替換時間。用戶在evowera APP端設定口腔敏感位置後,電動牙刷會在刷牙過程中感知到敏感區,從而自動調節振動力度輸出。evowera APP還可以記錄用戶每一次刷牙的時長、力度、擺幅、間隔和覆蓋率數據,形成刷牙報告。
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planck O1的刷牙評分,圖據受訪者提供

通過產品研發創新,來驅動商業創新的嘗試,跟一晤未來的工程師團隊背景有關。
據悉,CEO劉翊涵曾在大疆擔任空氣動力工程師,負責大疆所有產品的空氣動力外形拓撲優化、螺旋槳設計和動力系統評估;CTO白睿曾在大疆擔任電機控制團隊負責人、電機控制工程師;首席工程師林家靖曾在大疆擔任整體設計工程師,負責前沿飛行器原型機的設計和開發;COO鄧濤曾在大疆創新負責動力系統創新型結構設計及新工藝探索、生產備貨和人員日常管理。
劉翊涵告訴36氪,一晤未來並非局限於做市場上已有消費產品的平替,或者單純迎合市場需求,而是“嘗試向頭部的頂級品牌發起挑戰,在年輕一代工程師里,做出比大牌更好的產品。”之所以選擇從電動牙刷切入,也是因為基於已有的核心技術和團隊優勢進行考慮。
中國電動牙刷市場競爭激烈,包括飛利浦、Oral-B從低到高不同價格帶,均有相應產品鋪開。而包括米家、usmile、素士等本土新品牌,主打產品多在500元以內中低價格區間,相比之下,planck O1處於相對中高價格區間,定價在1099元,其鋪設渠道也以天貓、京東為主,線下主要進入順電、連卡佛等中高端渠道。
劉翊涵告訴36氪,一晤未來選擇的是技術突破路徑,引入行業里沒有人用過的技術進行創新嘗試,從渠道的角度來說,目前階段不會尋求以量取勝的策略。
一晤未來的全球化也在同步推進,其中去年12月產品上線亞馬遜,歐洲、日本市場在同步推動。除電動牙刷之外,一晤未來接下來持續探索消費類家居領域,推出更多個人消費產品。新一輪融資也將主要用於產品和技術研發投入,以及自動化工廠等供應鏈建設。
(感謝36氪資深分析師王藝瑾對本文的貢獻)

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