Apple Watch的传感器可以如何进化？

隐然向 Fitbit 学习、准备将 Apple Watch 专注在“健康与体适能侦测”的苹果，根据目前的专利与技术，有哪些可能的开发方向呢？

目前 Apple Watch 小巧的机身其实只有两类感应器：与方位相关的加速度感应器、陀螺仪，以及心率感应器。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。

在苹果的一项专利中，它们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 Touch ID、虹膜辨识相同的效果。

▲ Apple Watch 的心率感应器示意图。（Source：苹果）

与这项技术搭配的，还有加速度感应器的协作，让使用者可以透过抬腕来触发心率身份的辨识过程。这么一来，对用户直接的好处是防盗以外，另一个优势或许是让穿戴式设备的移动支付可以再方便一点。

有趣的是，除了辨识心率，同样的技术也可以用来辨识血液中的其他成份，比如氧气与二氧化碳的含量，甚至与健康关系极大的血糖。苹果两年前便从一间加州公司 C8 Medisensors 挖角了几名科学家。这间公司的技术，主要是研究特定分子对光的反应，确立正确的频率，再让穿戴式设备有能力透过光感器，将这些分子的“浓度”计算出来。

不过，这些技术目前都还没有发展出有效办法，可以从成份、比例不一的血液辨识出特定元素的比例。

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。

▲ （Source：Flickr/Jon Fingas CC BY 2.0）

10 月间，苹果曾经开放自己的运动监测实验室给《彭博社》参访。为了保密，受试者全都是志愿的苹果员工，因此实验室就与大学的重训室没有两样。员工就像平常一样到这里踩飞轮慢跑，只是除了得戴上仪器，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 16，000 项、共 17，000 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感应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，想透过更多感应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。

AirPods 也有的加速度动作感应也在专利出现。在 AirPods 上，用户是透过敲击来启动 Siri，这个动作也成了 Apple Watch 可能的操作方式。

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 的技术原理说起来不复杂，主要是透过调高加速度感应器的频率，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。

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，不需要额外的感应器。