智能手表未來如何進(jìn)化？讓新技術(shù)告訴你

　　我們都知道，智能穿戴設(shè)備的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測功能主要通過重力加速傳感器實(shí)現(xiàn)。重力傳感器已是一種很成熟的技術(shù)，手機(jī)也早有應(yīng)用。傳感器通過判斷人運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作得到一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再結(jié)合用戶之前輸入的個(gè)人身體體征的基本信息，根據(jù)一些特定算法，得到針對個(gè)人的個(gè)性化監(jiān)測數(shù)據(jù)，諸如運(yùn)動(dòng)步數(shù)、距離以及消耗的卡路里等，從而判斷運(yùn)動(dòng)的頻率和強(qiáng)度。

　　睡眠監(jiān)測也通過相同的傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)。人在不同的睡眠階段，腦電波會發(fā)生迅速改變，有意思的是，重力加速傳感器并不具備直接探測腦電波的功能，所以它是將人在睡眠中動(dòng)作的幅度和頻率作為衡量睡眠的標(biāo)準(zhǔn)，來判斷睡眠處于哪個(gè)階段，蘋果 Apple Watch 的鬧鐘功能，正是依據(jù)這個(gè)判斷用戶處在“快速動(dòng)眼期”將用戶喚醒。

　　但現(xiàn)有產(chǎn)品的重力傳感器最大程度也只能到這里了，由于傳感器的傳感速度限制了識別度，它們無法識別出更多，比如用戶做出了什么手勢，是手心向上還是手背向上。

　　另一方面，在心率監(jiān)測上，Apple Watch（包括 Gear Fit、Fitbit Surge、Microsoft Band 等手環(huán)）采用的是光電式心率計(jì)，它的原理非常簡單——通過Apple Watch背面配備的綠色LED燈，搭配感光光電二極管照射血管一段時(shí)間，由于血液是紅色的，它可以反射紅光而吸收綠光，而在心臟跳動(dòng)時(shí)，血液流量增多，綠光的吸收量會隨之變大，處于心臟跳動(dòng)的間隙時(shí)血流會減少，吸收的綠光也會隨之降低，基于此，就可以根據(jù)血液的吸光度來測量心率。

　　光電式傳感器的工作原理要求設(shè)備需要緊貼手腕，并且毛發(fā)不能過于旺盛、不能出汗、也不能在運(yùn)動(dòng)時(shí)測量。這也就是為何蘋果會建議用戶在進(jìn)行心率監(jiān)測時(shí)讓手表貼緊皮膚的原因，此外，蘋果在介紹中也表示在天冷的情況下，用戶手腕部位的血流量可能不足以監(jiān)測到心率，而且用戶在進(jìn)行節(jié)率性運(yùn)動(dòng)（如跑步和騎行）時(shí)，心率測量的準(zhǔn)確性會比無規(guī)則運(yùn)動(dòng)（如打網(wǎng)球）更加的準(zhǔn)確。這些亦都是光電式心率監(jiān)測的局限性所在。

　　由于當(dāng)血液經(jīng)過毛細(xì)血管流入手腕時(shí)，血液流動(dòng)速度實(shí)際上已經(jīng)減緩了，因此最終的結(jié)果也不一定能夠真實(shí)反映心率——也就是說，使用 Apple Watch 監(jiān)測出的心率數(shù)據(jù)，最后可能還不如一些手機(jī)準(zhǔn)確，特別是在手握機(jī)器的情況下，由于人的食指指尖有一個(gè)動(dòng)脈血管，而后者能夠和心臟基本保持一樣的頻率。

　　讓感應(yīng)更精細(xì) 未來的人體追蹤識別　　怎樣才能讓穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)變得準(zhǔn)確，這是無數(shù)智能穿戴產(chǎn)品想要解決的問題。

　　就目前來說，最切實(shí)的解決方法莫過于兩種，一種是增加更多傳感器，另一種是研發(fā)出更優(yōu)秀的傳感器和更先進(jìn)的算法，對于前者的選擇，雖然傳感器越多，就能帶來更全面的監(jiān)測效果，但是也會造成設(shè)備體積和續(xù)航時(shí)間的困擾。由于技術(shù)原因，傳感器的發(fā)展還有一段路程要走，非植入式電化學(xué)和生物傳感器則是主要的演變方向。不過走在前頭的研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了優(yōu)化傳感器的著手點(diǎn)——給傳感器增壓。

　　今年 10 月份，威鋒網(wǎng)報(bào)道過卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員開發(fā)出一套名為 ViBand 的系統(tǒng)，讓現(xiàn)有的智能手表可以識別用戶手勢，并識別出用戶手上所拿的物體的新聞。

　　Viband 系統(tǒng)的作用，就是給普通智能手表的加速度計(jì)傳感器進(jìn)行增壓——說得通俗一點(diǎn)，就是給傳感器“打雞血”，使其能夠感應(yīng)到令人難以置信的振動(dòng)頻率的微小變化。它能夠感知的，不僅是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的嗡嗡聲，還可以檢測吉他調(diào)音，或者是用戶以不同的方式移動(dòng)手臂時(shí)所引起的明顯的輕微差異。

　　據(jù)介紹，Viband 系統(tǒng)的秘訣在于加速度計(jì)感應(yīng)器自身的規(guī)格。通常來講，手表內(nèi)的加速儀被設(shè)定在每一秒鐘進(jìn)行 20 到 100 次采樣，以滿足手表對運(yùn)動(dòng)軌跡的測量需求。研究人員通過使用一個(gè)軟件更新，把檢測頻率提升至每秒 4000 次，將加速計(jì)作為一個(gè)振動(dòng)麥克風(fēng)來使用。也就是說，它還可以監(jiān)測用戶身體所發(fā)出的生物聲學(xué)信號。