从自研电机切入,刷牙过程可视化,「一晤未来」想让电动牙刷变得更聪明

2022 年 4 月 15 日 36氪
国产牙刷,能否刷出新高度。


文| 杨亚飞
封面来源| 一晤未来 evowera


在所有个护小家电里,牙刷是个特别的存在。疫情之后的一个重要分水岭是,中国电动牙刷零售额在2020年首次超过手动牙刷。根据Euromontior,二者期内零售额分别为93.4亿元、83.7亿元,普及率的提高肉眼可见,人们越来越重视口腔护理,并为之做更高的支出预算。
更好的清洁能力,以及“懒人友好”,是电动牙刷的产品卖点。电机(又称“马达”)作为电动牙刷的核心组件,决定了清洁能力的高低。中国电动牙刷市场发展已久,不过目前仍以飞利浦、Oral-B等传统海外品牌为主导,根据奥维云网线上监测数据显示,二者在2021年1-11月,分别居于电动牙刷品牌份额第一、三名。不过类似usmile、素士等国产品牌也在涌现。
在市场渗透率和零售额双重增长背景下,新老品牌在展开激烈交手。36氪近期关注到的「一晤未来 evowera」,便是这么一家诞生于深圳的新锐个人消费电子品牌,其创始团队为一批来自大疆创新的工程师,专长于个人消费类电子设备动力系统的开发。
“从全球电动牙刷产品来看,大多数的动力系统仍停留在5-10年前的水平,”一晤未来CEO刘翊涵告诉36氪,动力性能的好坏,直接影响洁牙的效率和舒适度。这促使他们决定切入进来,并经过三年研发,于2020年12月推出首款单品“自适应声波电动牙刷planck O1”。
一晤未来首款电动牙刷planck O1,图据受访者提供

这家2017年创立的新品牌,已经获得了资本持续加码,并在近期完成由光远和声、高瓴创投、Brizan Ventures以及松柏投资联合投资的A轮融资。据36氪了解,本轮融资发生前,一晤未来还曾获得数百万人民币天使轮融资。


重新设计牙刷“心脏”,一晤未来做了款不一样的牙刷

市面上的电动牙刷主要为旋转式、声波式两类,其中以声波震动式应用最为普遍,常见于各大品牌中高档产品线。具体到清洁效果来说,振频是一个重要的、消费者可感知的指标,普遍在1万次/分-3万次/分不等,但牙刷清洁效率并非只跟振频有关。
电机驱动刷头振动的过程,本身仍是还原刷牙的过程。振频的提高,意味着单位时间内带动刷毛更多运动次数。从效率的角度,相对于手动刷牙,电动牙刷在单位时间内能做更多的功。刘翊涵告诉36氪,通俗来说就是,同样时间内,电动牙刷实际刷的里程数,要远远大于手动牙刷。
除了振频,影响刷牙清洁程度的因素还有很多,由于刷毛一端固定,一端自由,需要考虑到力学里的模态问题,即在不同模态下,会对应到刷毛不同的震动阶段。并且,刷牙效率不会随着振频提升进而线性提升,而是到了某一个阶段,力就无法从固定的一端传递到另一端。
事实上,临床口腔医学对于“理想振频”已经有相关研究结论,从实际临床观察来看,当频率在3万次/分钟-4万次/分钟之间时,电动牙刷的清洁效率最好。此外,刷牙时间间隔、刷毛材料等也会对清洁度有影响,但相对于前者,显然难起到决定性作用。
一晤未来planck O1使用的杜邦刷毛,图据受访者提供


做功的衰减问题是行业普遍面临的一个难题,刷毛贴在牙齿表面时,会产生较大的阻力,尤其是牙缝区域,刷毛的阻力更大,进而影响实际清洁牙齿的有效动力。刘翊涵告诉36氪,由于衰减问题的存在,电动牙刷实际刷牙效果,跟放在空中观察到振频的动作存在差距。
“手握牙刷柄的时候,振动的感觉始终存在,会误以为牙刷在工作,但实际我们观察下来,衰减特别严重的电动牙刷,刷毛当贴紧牙齿的时候,基本就不动了。”刘翊涵说,从用户使用角度来说,可能并不知道衰减问题的存在,但会感觉刷不干净,往往会加上手刷的动作,但这显然跟电动牙刷本身效率提升的初衷相悖。
衰减问题也跟市场上主要采用的电机较为落后有关。在动力系统方面,现有电动牙刷采用的动力方案主要分两种:一类为玩具车马达主导的旋转式,清洁力度大,但易导致牙龈出血,不太适合业内普遍推荐的巴氏刷牙法的刷牙方式;一类为震动电机主导的振动式,采用单相电机,扭矩较小,遇到水波和牙齿等阻力后,振幅衰减明显,清洁效果较差。
为了解决电机的衰减问题,一晤未来实验室自主开发了hypermag ® 工业永磁同步伺服电机。相对于传统单相电机,这一三相电机方案具备体积小、重量轻、噪音小的特点。这也是伺服电机首次应用于电动牙刷产品,此类电机过去多应用于精密仪器,如机械手臂、医疗器械等专业领域。
planck O1采用的自研hypermag ® 伺服电机,图据受访者提供

“hypermag ®伺服电机不仅动力冗余充足,抗衰减能力也很强,能真正做到对牙齿清洁的有效输出。”刘翊涵说,对于牙齿排列不整齐或者有重叠的情况,伺服电机也能均衡提供足够的力帮助清洁牙齿。
据悉,planck O1带动电机转动的主控芯片,可以实现1秒控制电机执行2万次命令,远高于市面上多数同类产品1秒仅执行200次命令,清洁效率提升30%。声学实验室测试结果显示,其噪音值低至42dB(A),低于同品类产品15%左右。
这一突出成效赖于一晤未来的持续产品打磨,据悉,在长达3年的研发过程中,一晤未来便迭代了23版电机方案据一晤未来CTO白睿表示,过程中多次调整显示屏的清晰度和功能按键的切换速度,不断提升电动牙刷手柄的美观和舒适度。
“通常来说,扭矩和转速是衡量电机性能两个重要的参数,但由于涉及到不停换向动作,需要涉及到整体结构的转动惯量的优化。”刘翊涵告诉36氪,23版方案迭代过程,也是效率、可靠性等不断优化的过程。


做“更聪明”的牙刷

独特的自适应功能,是planck O1的另一大看点,通过线性霍尔传感器配合闭环控制算法,planck O1可以实现对输出扭矩进行精准调配。在实际刷牙过程中,刷头在遇到牙龈等口腔敏感区域时,会自动降低或调整清洁力度,避免造成使用者的不适。
“刷头每摆动哪怕0.1度,都是由伺服电机直驱,而市面上主流的动力,更多是借助弹力来实现,电机并不清楚自身所处的刷毛位置。”刘翊涵说,对比之下的好处在于,刷毛每刷一个位置,电机都能够准确识别所在的位置,以及刷毛受到的阻力,从而保证健康的刷牙力度。
针对不同牙齿健康度的动力自适应,图据受访者提供

据悉,这种对刷牙姿态的识别,得益于设备里的IMU姿态单元加持,其作用在于,可以更准确地判断出牙刷在空间中的姿态变化。由于人类牙齿外型大致一样,可以根据三维坐标的变化,映射出刷得区域。过去IMU常应用于导弹、火箭、无人机等高精密产品。
相对于普通电动牙刷,一晤未来还在planck O1牙刷手柄处内置高清显示屏,可以显示刷牙力度、时长、漏刷区域、刷头寿命,以及当地时间和温度等信息。
planck O1产品图,图据受访者提供

针对不同口腔健康情况,planck O1还推出了清洁、亮白、敏感、舒缓、按摩等多个模式。刘翊涵告诉36氪,市面上大多数产品不同模式的切换,主要还是振动节奏的变化,但实际刷牙效果来看,不同模式下的电机摆幅、频率变化并不明显。
对于一晤未来来说,自适应是结合伺服电机的特性及闭环控制、姿态识别软硬件技术实现,而对于敏感、舒缓需求的特定人群来说,一晤未来可以对刷头摆幅、频次进行精准控制,在提升刷牙体感同时,保证清洁度。
同时,planck O1的刷头内置芯片,可以识别每次刷牙的力度和时间,计算刷头的使用寿命,更个性化地为用户推荐刷头替换时间。用户在evowera APP端设定口腔敏感位置后,电动牙刷会在刷牙过程中感知到敏感区,从而自动调节振动力度输出。evowera APP还可以记录用户每一次刷牙的时长、力度、摆幅、间隔和覆盖率数据,形成刷牙报告。
planck O1的刷牙评分,图据受访者提供

通过产品研发创新,来驱动商业创新的尝试,跟一晤未来的工程师团队背景有关。
据悉,CEO刘翊涵曾在大疆担任空气动力工程师,负责大疆所有产品的空气动力外形拓扑优化、螺旋桨设计和动力系统评估;CTO白睿曾在大疆担任电机控制团队负责人、电机控制工程师;首席工程师林家靖曾在大疆担任整体设计工程师,负责前沿飞行器原型机的设计和开发;COO邓涛曾在大疆创新负责动力系统创新型结构设计及新工艺探索、生产备货和人员日常管理。
刘翊涵告诉36氪,一晤未来并非局限于做市场上已有消费产品的平替,或者单纯迎合市场需求,而是“尝试向头部的顶级品牌发起挑战,在年轻一代工程师里,做出比大牌更好的产品。”之所以选择从电动牙刷切入,也是因为基于已有的核心技术和团队优势进行考虑。
中国电动牙刷市场竞争激烈,包括飞利浦、Oral-B从低到高不同价格带,均有相应产品铺开。而包括米家、usmile、素士等本土新品牌,主打产品多在500元以内中低价格区间,相比之下,planck O1处于相对中高价格区间,定价在1099元,其铺设渠道也以天猫、京东为主,线下主要进入顺电、连卡佛等中高端渠道。
刘翊涵告诉36氪,一晤未来选择的是技术突破路径,引入行业里没有人用过的技术进行创新尝试,从渠道的角度来说,目前阶段不会寻求以量取胜的策略。
一晤未来的全球化也在同步推进,其中去年12月产品上线亚马逊,欧洲、日本市场在同步推动。除电动牙刷之外,一晤未来接下来持续探索消费类家居领域,推出更多个人消费产品。新一轮融资也将主要用于产品和技术研发投入,以及自动化工厂等供应链建设。
(感谢36氪资深分析师王艺瑾对本文的贡献)



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