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浅谈苹果智能手表相关传感器的发展方向

目前,Apple Watch小巧的机身大致有两类传感器:与方位相关的加速度传感器、陀螺仪,以及心率传感器。因此这两种技术就是Apple Watch目前用来侦测身体资讯的主要途径。

 

Apple Watch 的心率感应器示意图。资料图


苹果一项专利技术中描述了一种新方法来强化心率感应的效果。众所皆知,苹果使用的是LED光测器,透过打绿光在皮肤上、借由血液的吸收量差异来计算心跳的频率,因此,这个专利的内容便是透过更细致地分辨心跳的频率、或是血液的组成,来分辨使用者的身份,换言之,就是透过心率,来达成与TouchID、虹膜辨识相同的效果。

与该技术搭配的,还有加速度传感器的协作,让使用者能够透过抬腕来触发心率身份的辨识过程。这么一来,对用户直接好处是除了防盗外,或许还可以让穿戴式设备的移动支付再方便一点。

由于现行的LED光感器,就连要在运动中仔细地过滤“杂音”、计算出确的心率都有困难,因此,苹果目前的商用开发重心其实还是描述用户运动的效率与过程,进而设计出更私人的健康与运动指引。换言之,就是要打造更精准的演算法,并加入更精密的向量观测。

 

苹果为Apple Watch准备的秘密实验室,资料图


10月份的时候,苹果曾经开放自己的运动监测实验室给《彭博社》参访。为保密起见,受试者全都是志愿的苹果员工,员工像平常一样到这里踩飞轮慢跑,除了得戴上仪器外,也得遵守时间、组数与心率等控制变项。苹果指出,这些累积达16000项、共17000小时的实验,目的便是要用来打造自己的演算法。

此外,由于现有的陀螺仪与加速度传感器基本只能定位倾斜角度,剩下的就是靠各种补偿机制、软件演算来估计使用者的运动效果,比如新推出的游泳训练,因此,苹果的专利也描绘了新的途径,想透过更多传感器来查觉更细的动作,像是挥手、转动手腕,或是如前述般透过抬腕来唤醒特定功能。

 

ViBand技术相关感应测试,资料图


值得一提的是,尽管与苹果没有直接关系,卡内基梅隆大学的团队日前也发布了一项称作ViBand的技术,用来让穿戴式设备能感受手指的细微动作,像是握拳、抓、伸张或弹指。用户甚至可以拍打自己的手背或手臂,来指示手表做一些事。

ViBand主要是通过调高加速度传感器的频率,从一般的100Hz大幅提高到4000Hz的极速,因此,能记录到极细微的“震动”,像是拿东西。卡内基梅隆大学的团队也发布了一项实作,演示当用户拿起特定的物品,像是吉他,手表会自动感应,并判断用户手上的东西是什么。另外,ViBand也可以与包括Apple Watch在内的产品合作,因为它主要是透过软件来分辨、计算,而且不需要额外的传感器。

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