近日，美國專利商標(biāo)局正式發(fā)布了蘋果旗下包括 AirPods华临、Apple Watch芯杀、MacBook Air 在內(nèi)的多款產(chǎn)品多達(dá) 64 項(xiàng)新技術(shù)專利。

今天的文章聚焦兩個(gè)與可穿戴設(shè)備相關(guān)的專利银舱，均與運(yùn)動(dòng)追蹤和傳感器融合算法相關(guān)瘪匿。通過對(duì)這兩個(gè)專利的解讀，我們希望從中窺視寻馏，未來可穿戴設(shè)備在運(yùn)動(dòng)健康領(lǐng)域的創(chuàng)新方向棋弥。

將 AirPods 變成運(yùn)動(dòng)追蹤器

我們知道，蘋果在 WWDC 20 秀出了空間音頻（Spatial Audio）技術(shù)诚欠，通過定向音頻過濾器顽染，對(duì)雙耳耳廓的聲場進(jìn)行檢測，以呈現(xiàn)出全場景的虛擬聲場和環(huán)繞音效果轰绵。

在 AirPods Pro 這樣的入耳式耳機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)空間音頻粉寞，與固定位置的音響是有差異的，其關(guān)鍵的一點(diǎn)在于聲源的不固定左腔，因此要對(duì)頭部的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行追蹤唧垦。

這時(shí)，AirPods Pro 內(nèi)置的加速度傳感器和陀螺儀就會(huì)起作用液样。當(dāng)頭部移動(dòng)時(shí)振亮，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新映射。即使佩戴者的頭部左右移動(dòng)鞭莽，AirPods Pro 也能讓環(huán)繞音效保持在相對(duì)固定的位置坊秸。

更厲害的是，這些傳感器不僅追蹤頭部的運(yùn)動(dòng)澎怒，還能追蹤頭部和設(shè)備間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)褒搔，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。這樣一來喷面，當(dāng)你在乘坐地鐵或公交緊急剎車時(shí)星瘾，沉浸的環(huán)繞聲仍然不斷，不會(huì)產(chǎn)生眩暈惧辈。

蘋果的新專利將 AirPods 對(duì)頭部運(yùn)動(dòng)的追蹤死相，向前更推進(jìn)了一步。

我們從下面的專利圖可以看出咬像，首先算撮，AirPods 不僅可以通過加速度傳感器來收集方向信息（例如生宛，左傾斜、前傾斜肮柜、右傾斜陷舅、后傾斜），還能采集佩戴者頭部擺動(dòng)幅度审洞、速度莱睁、位置的信息。

其次芒澜，通過 iPhone 和 AirPods 建立的無線通訊系統(tǒng)仰剿，AirPods 還能將以上的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估計(jì)算后，轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)指導(dǎo)痴晦，反饋給佩戴者南吮。

△ 蘋果專利圖 | 圖源：Patently Apple，圖 2（右）：AirPods 側(cè)視圖誊酌，圖 3（左）：AirPods 示例性佩戴圖部凑，圖 7（下）：AirPods 從運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)搜集到給予佩戴者運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)的流程說明

蘋果還特別說明，該項(xiàng)專利可用于幫助佩戴者伸展和放松上半身的肌肉碧浊⊥垦總體上來看，蘋果希望讓 AirPods 也充當(dāng)運(yùn)動(dòng)追蹤器箱锐，并獲得健身私教般的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)比勉。

讓 Apple Watch 對(duì)不同體式的卡路里消耗計(jì)算更精確

接下來介紹的這一項(xiàng)專利與 Apple Watch 智能追蹤瑜伽動(dòng)作有關(guān)。

對(duì)瑜伽驹止、跑步敷搪、騎行等運(yùn)動(dòng)模式的支持，是 Apple Watch 的重要功能幢哨。實(shí)際上，蘋果早在 2018 年就申請(qǐng)了關(guān)于瑜伽鍛煉時(shí)卡路里監(jiān)測的技術(shù)專利嫂便，其原理是利用 Apple Watch 對(duì)心率的監(jiān)測捞镰，將心率的區(qū)間變化值，換算成用戶所消耗的卡路里毙替。

上個(gè)月發(fā)布的 watchOS 7 為 Apple Watch 添加了多項(xiàng)健康和健身功能岸售。基于對(duì)心率監(jiān)測和自定義運(yùn)動(dòng)算法的技術(shù)積累厂画，蘋果帶來了 4 種新的運(yùn)動(dòng)模式的識(shí)別和追蹤：核心訓(xùn)練凸丸、舞蹈、功能性訓(xùn)練袱院、恢復(fù)放松屎慢。

近日瞭稼，蘋果健身技術(shù)公司的高管 Julz Arney 詳細(xì)闡述了舞蹈這一鍛煉類型所需要的精確卡路里追蹤算法，稱 Apple Watch 使用先進(jìn)的傳感器融合技術(shù)腻惠，將來自心率傳感器环肘、加速度傳感器、以及陀螺儀的數(shù)據(jù)相結(jié)合集灌，在智能調(diào)整的算法支持下悔雹，實(shí)現(xiàn)對(duì)舞蹈中的卡路里消耗的準(zhǔn)確捕捉。

無論是舞蹈欣喧，還是瑜伽腌零，或是其他運(yùn)動(dòng)模式，區(qū)分的關(guān)鍵就在于對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確追蹤和對(duì)卡路里消耗的精確計(jì)算唆阿。

蘋果為 Apple Watch 申請(qǐng)的最新專利益涧，也印證了這一點(diǎn)。

在下圖的圖 6 中酷鸦，蘋果展示了通過 Apple Watch 對(duì)瑜伽運(yùn)動(dòng)的前饰躲、中、后各個(gè)階段臼隔，所做的體式和體征的數(shù)據(jù)監(jiān)測嘹裂，具體包括：

• 開始訓(xùn)練和結(jié)束訓(xùn)練時(shí)，通過加速度傳感器摔握，精準(zhǔn)判斷運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)寄狼；
• 運(yùn)動(dòng)過程中，通過心率傳感器氨淌，對(duì)心率進(jìn)行監(jiān)測泊愧；
• 運(yùn)動(dòng)過程中，通過溫度傳感器及加速度傳感器盛正，感知佩戴者的體溫及運(yùn)動(dòng)方式删咱，進(jìn)而判斷瑜伽體式的類型（如祈禱式、拜日式豪筝、前驅(qū)式痰滋、向太陽式、坐立休息式）续崖；
• 運(yùn)動(dòng)結(jié)束后敲街，通過對(duì)不同運(yùn)動(dòng)模式所建立的能量消耗模型，輸出準(zhǔn)確的卡路里消耗值严望；

△ 蘋果專利圖 | 圖源：Patently Apple

結(jié)合此前描述的 AirPods 的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測功能多艇，通過 Apple Watch 和 AirPods 的組合，可以為運(yùn)動(dòng)健康場景提供更大的想象空間像吻。

比如峻黍，通過對(duì)頭部姿勢變化的捕捉（如轉(zhuǎn)動(dòng)复隆、傾斜），再結(jié)合手腕所監(jiān)測的體征數(shù)據(jù)奸披，以及頭部和手腕的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)昏名，幾方面的數(shù)據(jù)疊加，可以輔助判斷佩戴者的運(yùn)動(dòng)體式阵面，并協(xié)助建立相應(yīng)的卡路里消耗模型轻局。

這些，蘋果的專利顯示样刷，在理論上都是可以實(shí)現(xiàn)的仑扑。

延伸來看，隨著算法不斷的演進(jìn)及適配模型的開發(fā)置鼻，未來傳感器與算法的結(jié)合應(yīng)用镇饮，將出現(xiàn)在可穿戴設(shè)備下的更多運(yùn)動(dòng)場景。

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主筆：陳達(dá)達(dá)箕母、陳壹零 / 深圳灣

編輯：陳達(dá)達(dá) / 深圳灣