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苹果微软都想用这个中国人的黑科技,他重新定义了耳机

喜子2021-06-02 16:16:30【资讯】人已围观

简介无论什么样的耳机,都改变不了功能单一的事实,就算是4399元的AirPods Max在本质上还是「耳机」。作为一个使用频率极高、人手至少一对的耳机,有没有可能变成多功能多应用场景的随身设备,而不仅仅是听个响?

据DeepTech报道,来自中国的青年范小然已把这种可能变为现实,他开发了一个名为HeadFi的系统,可帮助市面上的普通耳机实现四大「智能」:生理感应、手势识别、身份验证、语音通话,而成本仅需约3元人民币。目前HeadFi技术已有专利且正在招标落地,苹果微软以及国内企业都在接洽其团队。
▲现年28岁的范小然

耳机就能检测心率,准确率最高 99.2%

由于戴上耳机后,我们的耳洞会形成封闭空间,这个空间一边是耳机驱动单元,另一边是耳膜。此时该封闭空间对于气压变化尤其敏感,心跳等能引起耳道血管变形的生理活动,自然会造成封闭空间的压力。利用这个原理,配备HeadFi系统的耳机就能检测压力变化,进而算出心率。
▲耳机和耳道耦合原理

据了解,相关实验找了54位志愿者,用了54副耳机(含入耳式、头戴式和半入耳式,价格从3美元到1.5万美元不等)。实验结果显示HeadFi 系统的心率监测准确率在96.8%-99.2%之间,最大错误率约为 3%,已达到商用心跳监测系统的最大错误率要求(小于 5%)。



再普通的耳机,也能利用手势触摸控制音频了

用过AirPods的朋友应该很熟悉,可以通过设置为轻点两下耳机,实现呼叫Siri、播放或暂停、下一首、上一首等功能。但普通耳机要实现上述操作,就显得没那么“酷”了。

HeadFi的做法是,直接把耳机单元“当作”一个传感器,将非智能耳机外壳、转换为虚拟触摸板,用来感知触控刺激,并将其转换为电信号。
▲AirPods系列的音频控制

在HeadFi的实际操作中,轻触左侧耳机外壳,即可暂停或播放;轻触右侧耳机外壳,即可静音;在左侧耳机外壳向上滑动,即可增大音量;在右侧耳机外壳向上滑动,极客减小音量。

根据志愿者们的实际测试,无论是安静还是噪声环境,也不论有无音频输入,HeadFi对四种手势的分类识别准确率最高可达99%,低的在98%左右。

用于身份识别,隐私保护更好

范小然把HeadFi用于身份验证的设想,同样很巧妙。其充分利用了每个人耳道形状和大小是独一无二的特点,而且耳道的阻抗、甚至同一个人的左右耳道的生理结构都不一样。所以只要发射扫频信号,并感知左右耳的回音差值,就能识别不同用户。
 
▲HeadFi 的相关信号

相比人脸识别潜在的隐私问题,HeadFi无需影像就能识别用户,或将是对现有身份验证的一种补充。但前提是需要佩戴耳机,一定程度上损失了灵活性和便利性。

而在范小然看来,更值得称道的是HeadFi带来的语音通话功能,能把普通耳机变成可以打电话的耳机,且在测试中都得到了令人满意的通话质量,部分耳机甚至媲美直接用手机麦克风通话的质量。

其意义不言而喻,据2019年的数据统计,有超过 99% 的消费类耳机没有配备嵌入式传感器,43% 以上甚至没有麦克风。现在只需要配上HeadFi模块,不但可以通话,还能带来一系列的升级功能。
▲HeadFi 原型

GEEK君有话说

范小然开发的HeadFi让普通耳机在听音频的基础上,获得了感知能力,从而实现智能化和多功能。这一切无需改动现有耳机,只靠一个适配器模块,连接手机插上耳机直接用。将来优化HeadFi模块的形态后,或许真就重新定义耳机了。

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