巨匠電腦分享Apple Watch心率感應器的秘密 評價好

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巨匠電腦分享Apple Watch心率感應器的秘密
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很多人購買 Apple Watch 可能並不是因為這款產品本身,而是衝著蘋果這個品牌去的,或是因為周遭的人都下單了。所以在我身邊就發生了這麼一件事:某天晚上,遠道而來的廣州同事去了北京三里屯 Apple Store 試戴,回來後默默地把手錶給退了……

當然了,Apple Watch 還是有厲害的地方,比如吸引我的並不是它的手機輔助工具的功能屬性,而是它所開啟的全新溝通模式:你可以手繪塗鴉傳遞訊息(Android Wear 在最信的新版本中也加入了 emoji 和手繪功能),更重要的是你可以把你火熱的心跳圖像傳給另一端的她/他,滿滿的愛意和濃濃的曖昧。而要實現這一功能就離不開 Apple Watch 內建的心率感應器了,雖然它的主要功能點是在健康監測方面。

蘋果最近公布了其內建心率感應器的運作原理。蘋果的技術支援文件顯示,Apple Watch 的心率測量週期是每 10 分鐘測量一次,並將數據存儲在健康 app 中。這些測量資訊,再結合收集到的其他數據,計算佩戴者的卡路里消耗量。

在心率感應器上,Apple Watch 採用的光體積變化描記圖(Photoplethysmography,PPG),原理如下:

血液之所以呈現紅色,是因為它反射紅光並吸收綠光。Apple Watch 使用綠色 LED 燈,配合對光敏感的感光器,可以測量任意時間點流經手腕的血液流量。心臟跳動時,流經手腕的血液會增加,吸收的綠光也會增加;心跳間隔期,流經手腕的血液會減少,吸收的綠光也會隨之減少。Apple Watch 內建的兩顆綠色 LED 燈可以每秒閃動數百次, 從而計算出每分鐘的心跳次數,也就是心率。

上面講到的利用綠光 LED 的光體積描記器測量心率更像是一種備選方案,因為在十分鐘測量一次心率的週期裡,Apple Watch 利用的是紅外線。但在「紅外線測量無法讀取足夠的數據時,Apple Watch 會切換至綠色 LED。」

此外,為了應對對心率信號進行補償,避免信號過弱影響讀數,蘋果表示對心率感應器進行了針對性的設計,比如提高 LED 亮度和採樣率。

除了上面這些技術層面的手段外,蘋果在文件中也特別指明,不恰當的佩戴方式也會影響心率的採樣和準確性。這一點讓我想到了在 Apple Store 試戴時,店員多次提醒要讓 Apple Watch 緊貼手腕,並在我試戴的過程中悉心地調整錶帶的寬鬆程度。

實際上,除了上面談到的佩戴方式對心率測量的影響外,很多外部的因素也需要考慮在內。比如文件中講到的皮膚血流量。 很多人尤其是男性,都會注意到在夏天比較熱的時候,手臂上的血管會猙獰地鼓起,血量很足,而在冬天天氣寒冷的室外,手臂上的血管就不會凸起得那麼突兀了,這時候流經手臂的血液量也會少一些,甚至會低到心率感應器無法讀取數值。

蘋果在文件最後講到,在「規律運動」和「無規律運動」中,心率測量的準確性可能會有差異。

監測心率只是測量和計算運動量的一個手段,Apple Watch 還會結合加速度計、GPS 等其他感應器來計算運動和健身情況。
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文章與圖片出處: http://goo.gl/vWSGXa

 

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— 2015-08-21