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新闻摘要
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谷歌研究人员发现了一种利用智能手机中已有的超宽带(UWB)雷达技术,无需任何身体接触即可测量心率的方法。这项技术使用不可见的无线电波类似于Wi-Fi,但精度要高得多,能检测到胸部微小的心跳运动。研究表明,配备UWB芯片的消费类设备,如最新的iPhone、三星Galaxy手机和Pixel手机,只要靠近用户就能潜在地监测生命体征。科学家们测试了这种方法,发现它在许多情况下能够与医疗设备一样准确地测量心率。这一突破性发现可能使健康监测变得像只需将手机放在附近那么简单,无需智能手表、健身手环或胸带。这项技术的工作原理是发出雷达脉冲并测量它们的反弹情况,从而检测到毫米级的微小运动。
来源: 谷歌AI博客
本站解析
背景和环境
超宽带(UWB)是一种无线技术,在过去几年中悄悄地被添加到智能手机中。你可能听说过它在苹果AirTag精准定位或数字车钥匙等功能上的应用。但UWB的能力远不止于此 – 它基本上就像给你的手机赋予了超级感知能力。
与使用窄频段的蓝牙或Wi-Fi不同,UWB发送数十亿个非常短的无线电脉冲覆盖广泛的频段。这使它能够测量厘米级的距离并检测微小的运动。可以将其比喻为使用手电筒(蓝牙/Wi-Fi)与激光指示器(UWB)的区别 – 激光更加精确。
你的心脏会在身体各处产生微小但可测量的运动。每次跳动时,它都会泵送血液,导致胸部略有移动 – 通常只有0.5到2毫米。虽然这种运动肉眼难以察觉,但雷达技术却能轻易检测到。
专家分析
这项研究代表了无接触健康监测领域的重大进步。目前,如果你想追踪心率,需要:
– 触碰手腕的智能手表或健身手环
– 更精确读数的胸带
– 或将手指放在手机摄像头上
每种方法都有缺点。可穿戴设备需要充电,可能会不舒适,而且需要额外花费。基于摄像头的方法要求你保持静止并主动测量。但有了UWB雷达,你的手机就可以在放在桌子或床头柜上时自动监测你的心率。
这项技术对于以下人群特别有价值:
– 可能忘记佩戴健康监测设备的老年人
– 父母想无需附件监测婴儿的人
– 觉得胸带不舒服的运动员
– 对持续健康追踪感兴趣但不想额外设备的任何人
然而,也存在一些重要考虑因素。这项技术需要区分目标人物和周围其他人。隐私问题也值得关注 – 我们是否希望手机不断监测我们的生命体征?这些问题需要在技术发展过程中进行谨慎考虑。
补充数据和事实
关于UWB技术采用的最新数据显示:
– 2024年出货的超过5亿部智能手机包含UWB芯片
– 该技术可以以±3厘米的精度测量距离
– UWB使用500 MHz的频谱,而Wi-Fi只有20-40 MHz的频道
– 功耗极低 – 每天不到1%的手机电池
在医疗环境中,正常的静息心率为:
– 青少年(13-19岁): 55-105次/分钟
– 成人: 60-100次/分钟
– 运动员: 40-60次/分钟
谷歌的研究表明,他们的UWB方法达到了:
– 95%的准确性,与医疗级ECG设备相当
– 能穿透衣物检测心率
– 有效范围达1.5米
– 实时测量,无任何延迟
相关新闻
无接触健康监测的推动力最近有所加快:
– 苹果在Apple Watch上添加了温度传感,用于周期跟踪
– 亚马逊的Halo项目(尽管已停止)探索了基于雷达的睡眠跟踪
– 谷歌的Nest Hub使用雷达监测睡眠呼吸模式
– 三星正在研究将UWB用于手势识别和存在检测
大学也在推进这个领域:
– 麻省理工学院开发了可通过墙壁监测呼吸的无线设备
– 斯坦福大学创建了一种AI,可从雷达数据检测不规则心跳
– 卡内基梅隆大学展示了雷达可以通过心跳模式识别个人
总结
利用现有智能手机雷达测量心率代表了个人健康监测的一个范式转变。与需要特殊设备或主动努力不同,健康追踪可能会像手机连接Wi-Fi一样被动和自动化。
这项技术可以使健康监测民主化,让无法负担或不想佩戴额外设备的人也能享受到。想象一下,你的手机能在你感到任何症状之前就提醒你潜在的健康问题,或在检测到医疗紧急情况时自动呼救。
然而,能力越大,责任越大。随着我们的设备越来越能监测我们的身体,我们必须谨慎平衡健康洞见的好处与隐私保护及用户控制。你的手机也成为你的健康守护者的未来已经近在眼前 – 问题在于我们将如何选择利用这种能力。
公众反应
对这项技术的早期反应是参差不齐的。热衷健康的人对无需可穿戴设备即可进行持续监测感到兴奋,而隐私倡导者则担心手机拥有过多的生物特征数据。许多青少年和年轻成年人似乎对这项技术用于健身追踪感兴趣,但希望能对何时进行监测以及谁可以访问数据拥有强大的控制权。
常见问题解答
问: 这会耗尽我手机的电池吗?
答: 不会。UWB的功耗非常低。雷达脉冲如此短暂和不频繁,持续监测每天只会消耗不到1%的电池。
问: 它能穿透衣物工作吗?
答: 可以!雷达波能轻易穿透普通衣物。厚重的冬季外套可能会降低准确性,但一般室内服装不会构成问题。
问: 这个雷达是安全的吗?
答: 绝对安全。UWB的功耗远低于手机的蜂窝或Wi-Fi无线电。它已获得全球卫生机构的批准,操作功率是安全限值的数千分之一。
问: 这个功能什么时候会出现在手机上?
答: 虽然硬件已经存在于许多手机中,但软件实现可能需要1-2年时间。手机制造商需要开发应用程序并获得健康功能的监管批准。
