菲尔茨奖得主、华人数学家王虹佩戴 Oura 智能戒指的细节引发关注。作为当前增长最快的可穿戴设备品类，Oura、三星等品牌的智能戒指主要基于光电容积描记法（PPG）监测心率、血氧及睡眠等物理信号，却难以捕捉体内深层的生化动态。
7 月底，加州大学圣地亚哥分校（UCSD）约瑟夫·王（Joseph Wang）教授与徐升教授团队在《自然 - 通讯》（Nature Communications）发表突破性研究。他们研发出重 5.1 克、外径 3 厘米的智能戒指原型 CHARM（连续健康分析戒指模块），首次实现从手指皮肤微量汗液中，连续无创监测葡萄糖、酮体、乳酸、尿酸、维生素 C 和酒精等 6 种代谢分子。
论文共同第一作者、西湖大学助理教授丁士超将其定义为“第一代化学智能戒指”，以区别于市面上仅具备物理传感功能的传统产品。
无感被动采样：突破汗液采集瓶颈
相较于物理动态，体内化学变化的监测更具挑战。既往汗液传感技术多依赖运动出汗或微电流刺激，前者难以覆盖静息状态，后者因准确性低及皮肤灼伤风险未被 FDA 广泛批准。
CHARM 采用了渗透压驱动的被动采样技术。戒指内壁贴附特制水凝胶，其渗透压约为皮肤汗液的 50 倍，通过毛细作用持续汲取皮下微量汗液进入微流控通道。该方案无需用户大量出汗或承受电刺激，实现了接近无感的佩戴体验。
戒指集成 4 个工作电极，表面涂覆特定酶层。当汗液中的目标分子接触酶层发生氧化反应时，产生的电流被转换为浓度数据，并通过蓝牙低功耗（BLE）实时传输至手机端。通过组合不同传感器通道，该设备可覆盖糖尿病管理（葡萄糖 + 酮体 + 酒精）、代谢健康（尿酸）及运动营养（乳酸 + 维生素 C）三大场景。
针对 1 型糖尿病患者及生酮饮食者关注的血糖 - 酮体指数（GKI），CHARM 能实时连续输出结果，填补了商用设备的空白。供电方面，团队采用两节串联的柔性锌 - 氧化银电池，单次充电支持约 12 小时连续监测（每 8 分钟采集一次）。尽管团队曾探索汗液生物燃料电池以实现能量自主，但鉴于戒指位置汗液流速极低且需保证信号稳定性，外接电池方案在当前工程条件下更为最优。
此外，该技术验证了被动渗透采样在低汗腺密度部位（如近端指节）的可行性，为未来将生化传感拓展至全身多处奠定了基础。
原型性能验证与现存局限
在健康志愿者测试中，CHARM 测得葡萄糖浓度的平均绝对相对误差（MARD）约为 6.14%，精度媲美部分商用连续血糖监测仪。然而在 1 型糖尿病患者测试中，MARD 升至 16.5%。丁士超解释，这是由于患者血糖波动范围宽、变化快，导致血液与汗液信号间的生理性滞后被放大。
受限于戒指位置的汗腺密度，其采样速率慢于指尖微电网系统，进一步增加了数据延迟。为此，团队计划引入 AI 模型与校正算法，基于多物质动态趋势预测实际代谢状态。同时，CHARM 支持双参数差异化校准，用户首次使用需配合商用血糖仪输入空腹及最大血糖变化数据，校准周期可达 60 天以上。
作为原型机，CHARM 仍面临防水性与耗材寿命的挑战。目前的铰链结构在长时间浸泡下可能因水分稀释渗透剂而失效，未来拟改为全封闭同心圆构型。此外，电化学传感依赖的酶层与水凝胶具有时效性，团队规划采用“平台 + 可替换耗材”模式，将传感层设计为低成本便捷模块，并有望在未来升级为融合心率、血氧等物理指标的混合平台。
商业化路径：从消费电子到医疗监测
UCSD Joseph 教授实验室拥有丰富的成果转化经验，曾孵化出 Biolinq、Persperion Diagnostics 等多家专注微针血糖监测与柔性电池技术的公司。CHARM 项目目前正积极与产业界对接，探索商用潜力。
当前市场格局中，汗液生化传感多集中于运动贴片，消费级戒指则由光学传感主导。CHARM 处于消费电子与医疗监测的交汇点，定位独特。丁士超提出“消费电子先行、医疗跟进”的发展路线：先通过消费市场快速迭代并积累数据，长远目标是实现医疗级的连续健康管理。
未来，团队需进一步提升设备在患病群体中的测量精度，优化结构以延长寿命，并探索能量自主方案。丁士超已于 2026 年 1 月加入西湖大学组建“网络化生物电子系统实验室”，旨在以 CHARM 为起点，整合戒指、贴片、隐形眼镜等多模态设备，构建协同工作的可穿戴生化网络，实现更智能的健康监测体系。