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下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

2019-04-26 來源:愛范兒

沒想到新 AirPods 才推出一個多月,就傳來了 AirPods 3 的消息。最近天風國際分析師郭明錤和 DigiTimes 都表示蘋果將在 2019 年底發布新款 AirPods ,還將支持降噪功能。

不過蘋果過往并沒有在同一年兩次更新同一條產品線的先例,而在上個月更新的 AirPods ,確實不少呼聲較高的功能沒有出現,比如降噪和心率監測等運動健康方面的功能,這可能是為了兼顧體積,設計和續航。

下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

其實這些功能都已經集成在另一種耳戴式設備——助聽器,現在一些助聽器和可穿戴設備越來相似,除了可以充當無線耳機,還內置 AI 語音助手、具備降噪、監測心率、跌倒和步數等功能,而體積也足夠小。
下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

雖然助聽器屬于醫療器械,跟消費類電子產品面臨不一樣的監管,而且價格要貴得多,但助聽器和無線耳機的本質沒有太大差別,它們都是我們耳朵的一個功能延伸,為人類提高和補充某種能力。


不論蘋果是否會給 AirPods 帶來降噪等功能,不妨先看看助聽器的解決方案,或許可以被現在的無線耳機等可穿戴設備參考。


助聽器的這些技術,未來或能用在 AirPods 等可穿戴設備


實際上,全球五大助聽器廠商之一的 Starkey 正打算把助聽器賣給沒有聽力障礙的普通人。Starkey 去年推出了一款基于 AI 的智能助聽器 Livio AI,將助聽器、語音助手、無線音頻傳輸、運動健康數據監測等市場上常見的可穿戴設備功能,都集成到這個設備里。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

Livio AI 內置了亞馬遜的語音助手 Alexa ,可以像 AirPods 一樣可以通過語音控制音樂播放,與智能手機、筆記本、電視等設備進行無線連接。與無線耳機不一樣的是, Livio AI 還支持 27 種語言的實時翻譯,這意味著用戶可以像《流浪地球》的國際空間站一樣,戴上后可以和不同國家的人進行無障礙的實時交流。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

其實現在已經不少有像翻譯蛋的實時翻譯產品,不過體積要大得多, Livio AI 之所以能在這么小的體積塞進同樣的功能,其實是用了 Google 的翻譯云服務,一來是因為 Starkey 做翻譯的技術積累有限,更重要的是為了保證續航能力。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

▲網易有道翻譯蛋

據 Starkey 首席技術官 Achin Bhowmik 介紹,使用 Google 的翻譯云服務只需要半瓦功率就能運行,整個翻譯的延遲大約在半秒以內,不過缺點則是只有聯網才能使用了。


降噪


除了翻譯外, Livio AI 的大部分算法都是在本地運行,而這些算力主要用在了降噪等聲音處理功能上。通過機器學習算法, Livio AI 可以對佩戴者所處的環境進行分析和調整,決定放大和消除哪些聲音,比如在咖啡店降低咖啡機運行的聲音,在嘈雜的餐廳和宴會讓用戶聽清楚對面的人在講什么,如果監測到佩戴者時速超過一定數字時,則自動切換到汽車模式。

下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

Livio AI 的降噪主要通過 4 個定向麥克風實現,這和 Bose 和索尼等降噪耳機的原理不一樣,主要是通過定向處理噪音降低某些方向的聲音靈敏度,增強需要聽到的聲音信號,不過這種降噪方案仍有一定局限性,比如需要降低和增強的聲音方向重合時不能很好處理。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

基于算法識別佩戴者環境而調整的降噪方案,一定程度上彌補了方向性麥克風技術的缺陷,雖然這項功能主要針對聽障人士而設計,但對于無線耳機同樣有參考意義。一位大學教師就將 Livio AI 用在了課堂上聽清學生的發言,以及在嘈雜的餐館與人交談,整個過程由算法自動調整,不需要用戶手動切換。其實 AirPods 在通話時的語音降噪與這類助聽器的降噪方案是類似的,即通過一對采用波束成形技術的麥克風過濾掉環境噪音,識別出佩戴者的聲音并放大,因此在 iOS 12 新增 Live Listen 功能后,AirPods 也能被當做助聽器來使用。

下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

但不可否認,AirPods 和 Livio AI 這類降噪方案的效果,肯定不如索尼降噪豆等采用主動降噪的設備。所謂主動降噪,就是識別出需要消除的聲音信號,然后運算生成一組與噪音信號振幅相同、相位相反的聲波,將噪聲完全抵消掉,以達到降噪目的。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

▲ Jabra Elite Sport

這類降噪耳機對麥克風收錄噪音、芯片電路運算等功能要求較高,也意味著更加耗電和更復雜的結構,AirPods 或許要進一步犧牲體積和續航才能實現。不過一些助聽器已經在低功耗的前提下引入了主動降噪功能,比如愛益爾的智能助聽器 E20/E30,通過航天 I.A.N.C 主動降噪技術及 D.S.R 數字信號修復技術實現降噪,同時每次充電續航還能達到 40 小時,體積也控制在了跟降噪豆一般的大小。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

美中不足的是,這依然不能擺脫入耳式的結構。一些研究人員開始通過機器學習來提升助聽器的降噪能力。俄亥俄州立大學的一位計算機科學及工程領域的教授 DeLiang Wang ,就曾在這方面取得一定的成果。在通過新的機器學習模型來過濾雜音信號后,DeLiang Wang 發現應用這種技術的助聽器,不僅有助于提高聽覺受損者的聽力水平,對于正常人的聽力水平也有提升作用。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

▲ 通過機器學習過濾雜音的流程圖

比如在嗡嗡雜音環境下,未經處理情況下正常人只能聽懂 37%,而在降噪后則可以聽懂 80%。這也進一步證明助聽器的降噪技術同樣能造福正常人,甚至可以普及到更加大眾的消費級產品中。


健康監測


在新 AirPods 發布前,不少機構分析師認為運動健康監測功能會是一個重要的更新點,雖然最終沒有出現,但從 Apple Watch 的轉型來看,運動健康可能還會是蘋果可穿戴設備的一大方向。盡管目前像 BOSE 和 Jabra 的一些無線耳機都已經具備心率監測等功能,但在運動健康方面,助聽器可能才是走得更遠的耳戴式設備。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

▲ 帶心率監測功能的 BOSE SoundSport Pulse

在今年初的 CES 上,智能助聽器 Livio AI 更新了心率監測、跌倒監測和內置整合了 Google Assistant 的虛擬助手 Thrive 等功能,用來跟蹤用戶的多項健康指標。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

跟 Apple Watch Series 4 的「跌倒監測」類似, Livio AI 也是通過搭載加速感應器和陀螺儀來實現這個功能,當檢測用戶到跌倒 60 秒沒有反應,就會通過虛擬助手 Thrive 向三個緊急聯系人發送位置信息,以及規劃最快到達該位置的路線。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

而 Livio AI 的心率監測則是通過內置的紅外傳感器實現,Starkey 總裁 Brandon Sawalich 表示未來幾年內會給 Livio AI 增加血糖和血壓等監測功能,他認為「再過幾年助聽器就會成為像鋼鐵俠的 Jarvis 一樣的私人助理」。目前健康監測的可穿戴設備主要都是腕帶產品,實際上有很多研究表明,通過耳朵采集的健康數據準確性要更高。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

這是因為耳朵中的動脈更接近皮膚表面,且比較不容易受到運動出汗等狀態的干擾,根據國外一家主流傳感器供應商 Valencell 的數據,同一個傳感器放在耳朵的信號清晰度要比放在手腕上高出近百倍。其實在無線耳機中加入這些傳感器并不難,蘋果也有不少類似的專利,問題可能還是在于能不能再現有體積和設計下塞進這么多傳感器,以及如何兼顧續航,畢竟從 iFixit 對AirPods 的拆解來看,似乎也不剩什么空間容納更多傳感器了。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

▲Apple Watch Series 4 拆解. 圖片來自:iFixit

在兼顧功能、體積和續航這個問題上,像 Livio AI 這樣的助聽器已經做得不錯,通過將部分功能放在云端運行降低功耗,在保證 45 小時續航的前提下,實現了比很多無線耳機更加豐富的功能。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

雖然像 AirPods 這樣的無線耳機不一定非得堆砌這么多功能,但這些解決方案或許可以給無線耳機這類可穿戴設備帶來更多的可能性。


助聽器會是可穿戴設備的未來嗎?


就算目前助聽器的部分體驗可以比肩無線耳機,但只要助聽器還屬于醫療器械,很多功能也許永遠不會出現在消費類電子產品上。但隨著美國前兩年通過《場外助聽器法案》,部分助聽器已經可以不被當作醫療器械來監管,價格也有望大幅降低,因此 Starkey 等助聽器廠商才會進軍消費電子產品市場,嘗試將助聽器賣給更多人。如果智能助聽器在音質、降噪和運動健康方面的體驗真的能做到不比無線耳機差,那么消費者完全可以將其當作一個日常的可穿戴設備來使用,甚至未來這種設備都不再叫做「助聽器」了。


從英特爾跳槽到 Starkey 的首席技術官 Achin Bhowmik 甚至認為未來助聽器能像 iPhone 一樣影響可穿戴產品。


當斯蒂夫·喬布斯推出 iPhone 的時候,他攪亂了當時的手機市場。他將移動電話、互聯網通訊器和 iPod 等產品捏合到一款產品中,將其打造成一種多用途的設備。


雖然助聽器已經展現出在可穿戴產品上的潛力,但其實也會面臨不少問題。比如在云端采集和分析用戶的聲音數據可能會觸及隱私問題,「偷聽」你說的話來推薦商品廣告變得更加容易。下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

▲圖片來自:《竊聽風暴》

而根據算法來調整不同環境的降噪方案也可能給用戶帶來困惑,比如在設備故障的時候難以分清是噪音過大還是算法處理的效果。至于健康監測方面,雖然耳戴式設備的準確度更高。但在睡覺的時候戴著耳機顯然不太方便,還容易在翻身過程中弄掉。

下一代AirPods,或許可以從助聽器里找到靈感

當然雙刃劍基本是科技產品的常見屬性,就像 AirPods 流行之后帶來了社交禮儀的新問題,在某些餐廳和理發店等一些公關場合戴上 AirPods 被認為是「沒禮貌的」,因為看來像是擺出了一幅「生人勿近」的姿態。可隨著 AirPods 的流行,耳戴式設備正在取代智能手表成為最受歡迎的可穿戴設備。根據 IDC 的數據,2018 年第四季度耳戴式設備銷量大幅增長 66.4%,在可穿戴設備市場中份額僅次于智能手表,IDC 和 Gartner 等調研機構都認為這個趨勢將在未來幾年持續下去。因此助聽器如果能給可穿戴設備帶來一些新的思路,進而改善無線耳機的日常體驗,總歸是一件好事。


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