Google 技术可以将任何降噪耳塞演变为心率监测器

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谷歌已经在一项技术上取得了进展，这项技术可以为您已经拥有的所有真正的无线耳塞带来重大升级。只需进行软件升级，无线耳塞就有可能集成心率监测功能，而无需任何额外的硬件要求。不过，有关耳塞、耳机或耳机必须具有主动降噪功能，因为它将采用与降噪功能类似的方式工作。




这篇题为 "APG：用于听力设备心脏监测的超声波探查 "的研究论文详细介绍了这项实验技术，它使用低强度超声波探查信号，通过 ANC（主动降噪）耳机的麦克风和扬声器传输，然后通过板载反馈麦克风接收回声。这种低强度信号会在耳道中反弹，由于每个 ANC 耳机都有一个微小的麦克风来检测环境声音，因此可以用来听到皮肤表面对血液流动的反应。


健身和健康追踪可穿戴设备中更常用的技术是光电血压计（PPG），它利用光脉冲来测量血液活动。事实上，大多数智能手表、健身手环、健康追踪戒指和其他可穿戴设备都在不同程度上依赖 PPG（同时还有软件和算法来理解这些读数）来测量血流活动，从而计算出心率，并以数字的形式呈现给您--这也是为什么建议佩戴智能手表或健身手环时，在手表上的传感器和皮肤之间不要留有缝隙的原因。


使用 APG 时，低强度超声波信号会从佩戴者的耳道反弹回来，耳机或耳机中用于检测环境声音的麦克风会在血液泵送时回听皮肤表面的扰动。

APG 技术有其局限性，但与其他技术相比，局限性较小，这也阻碍了耳部可穿戴设备作为健康追踪技术的使用。

包括谷歌实验科学家范晓然、匹兹堡大学的上官龙飞和罗格斯大学的理查德-霍华德在内的研究人员说："我们观察到，随着血管变形，耳道容积会发生轻微变化，心跳会调制这些超声回波。"

研究人员认为，APG 不受肤色、座位、可穿戴设备与耳朵的贴合度或耳道大小等变量的影响。耳塞的材料（硅胶和泡沫是耳机常用的材料）也不会影响读数。"他们补充说："我们建立了数学模型来分析基本物理原理，并提出了一个多音 APG 信号处理管道，以便在受限和非受限环境下得出心率和心率变异性。

  
健身和健康追踪可穿戴设备中更常用的技术是光电血压计（PPG），它利用光脉冲来测量血液活动。事实上，大多数智能手表、健身手环、健康追踪戒指和其他可穿戴设备都在不同程度上依赖 PPG（还有软件和算法来理解这些读数）来测量血流活动，从而计算出心率，并以数字的形式呈现给你--这也是为什么建议佩戴智能手表或健身手环时，不要在手表上的传感器和皮肤之间留有缝隙。

   

谷歌的研究人员坚持认为这在现实世界中是可行的。这项研究历时8个月，共有153人参与，在所有情况下，心率读数的中位误差为3.21%，而心率变异性在心跳间期或IBI方面的中位误差为2.70%。

人们期望这种由 PPG 技术演变而来的仪器能够检测和监测心脏活动，即使用户在用耳机听音乐时也是如此。

不过，这种技术也有局限性，例如在嘈杂环境中信号读数会受到干扰，但目前正在研究使用多种频率，然后使用软件从返回信号最准确的频率中获取读数。

这项技术很有潜力，但这并不意味着谷歌能立即将其应用于现实世界。或者说，在不久的将来也不一定。谷歌仍在进行大量的测试和改进工作，而且很有可能在未来的某个时候将这项技术嵌入其 Pixel 无线耳机产品中。


至于其他品牌的耳机和真正的无线耳机，它们必须在这些音频产品的配套应用软件中进行整合。这无疑是一条漫长的道路，但如果成功的话，我们可以引入一种健康追踪方法，这将与户外健身活动息息相关。