《電子技術(shù)應(yīng)用》
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睡眠,、出軌,、八字都能測了,手機(jī)距離測量萬物還有多遠(yuǎn)

2019-02-28
關(guān)鍵詞: Android 屏幕 傳感器

十年前的手機(jī)還只是一個真正意義上的“手提電話機(jī)”,,接聽電話,、收發(fā)短信是它們最主要的功能,稍微再擴(kuò)充一點(diǎn),,可以用來當(dāng)電話本記錄親朋好友們的電話號碼,,或者當(dāng)個計算器用用,。

現(xiàn)在的手機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了“手機(jī)”定義的范疇,能看視頻,、能聽音樂,、能玩游戲,還能拍照,。當(dāng)然,,手機(jī)更讓人驚奇的功能在于它不但可以測重量和長度,還能測睡眠和出軌,。依托著各種類型的傳感器和不斷迭代的算法,,手機(jī)似乎正在變成一個無所不能的“測量儀”,讓人期待的是,,現(xiàn)在的手機(jī)距離測量(檢測)萬物還有多遠(yuǎn),?

沖擊腦洞的手機(jī)測量

馮小剛在周星馳電影《功夫》中客串了鱷魚幫老大一角,在殺掉了警察局局長后,,即興發(fā)揮了“還有誰”這句臺詞,,不想無心之舉竟成經(jīng)典流傳,帶有臺詞字幕的電影截圖被網(wǎng)友們廣泛傳播,,成為使用頻率很高的表情包之一,。

回到手機(jī)測量(檢測)場景,“還有誰”的表情包非常適用,,物體的物理數(shù)值能測,,人體的健康數(shù)據(jù)能測,一些挑戰(zhàn)腦洞的新奇特也能測,,可以說“一機(jī)在手,,測量所有”??偨Y(jié)起來,,手機(jī)測量可以劃為以下幾類。

1,、實(shí)用工具類:稱重量,、量長度、測溫度

秤,、尺子和溫度計這些都是我們在日常生活中會用到,,但使用頻率又不會太高的工具,經(jīng)常要用到這些工具時在家翻箱倒柜找很久,,現(xiàn)在手機(jī)將這些問題全部解決了。

iPhone手機(jī)有一款名為“Fancy AR尺子”的APP,,通過手機(jī)利用AR技術(shù)來測量物體的長度,;Android系統(tǒng)也有類似軟件,,可以通過手機(jī)攝像頭來測量高大的東西,其適用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通尺子的測量維度,。

稱重方面,,華為推出了一款利用壓力感應(yīng)屏來稱重的軟件“趣味稱重APP”,只要將需要稱重的東西放在屏幕上,,手機(jī)就能馬上稱出重量,,當(dāng)然“上秤”的物體不能太重,否則會將屏幕壓碎,。此外,,還有一款名為“寶寶稱”的APP更為強(qiáng)大,孕婦媽媽可以通過輸入相應(yīng)的B超數(shù)據(jù)來計算當(dāng)前胎兒的體重,。

戶外品牌CAT則在去年的MWC推出過一款“熱成像”機(jī)型,,該機(jī)的特別之處在于其內(nèi)建的前視紅外熱獨(dú)立成像攝像頭,搭配其中的熱圖像傳感器能夠產(chǎn)生實(shí)時熱圖像,,測量表面溫度,,甚至還能在煙霧環(huán)境中使用,檢查輪胎的溫度,。

2,、生活百科類:測水質(zhì)、測果蔬糖分,,皮膚年齡

隨著人類對衛(wèi)生安全和生活品質(zhì)要求的提高,,在日常生活中,我們經(jīng)常會懷疑自來水管中的水質(zhì)是否達(dá)標(biāo),,蔬菜水果是否洗凈,,購入的食品、藥品是真是假等等,,以前檢測這些數(shù)據(jù)都需要專業(yè)的儀器進(jìn)行采樣分析,,而現(xiàn)在用手機(jī)都能輕松搞定。

早在2014年,,加拿大McMaster University的團(tuán)隊就發(fā)明了一套基于智能手機(jī)的超低價水質(zhì)監(jiān)測解決方案,,其結(jié)合了試紙比色分析、手機(jī)圖像分析和數(shù)據(jù)在線傳送和分析等功能,。只需對目標(biāo)水樣進(jìn)行拍照,,APP就能運(yùn)用算法對水樣顏色的密度進(jìn)行量化,并和污染物濃度作關(guān)聯(lián)從而得出水質(zhì)數(shù)據(jù),。

長虹甚至在2017年還發(fā)布過一款分子識別手機(jī)——長虹H2,。手機(jī)搭載了一個小型化的分子光譜傳感器,用戶可以直接使用這款手機(jī)判斷分析果蔬糖分,、水分等信息,。此外,,它還能對更多物體進(jìn)行成分分析,比如藥品真?zhèn)?、皮膚年齡,、酒類品質(zhì)等檢測。

3,、醫(yī)療健康類:測心率,、血壓和睡眠

智能手機(jī)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的檢測應(yīng)用最為普遍,除了運(yùn)動步數(shù)的計算和檢測外,,還能檢測心率,、血壓等體征數(shù)據(jù),甚至連睡眠也能測,。

中興的天機(jī)7 MAX就采用了活體指紋識別技術(shù),,利用其中的光學(xué)傳感器對人體的心率、血液等其他生物特征進(jìn)行驗(yàn)證,。蘋果應(yīng)用商店中則有一款名為“X檢寶”的APP,,該應(yīng)用使用手機(jī)閃光燈的照射配合攝像頭來收集獲取用戶的心率狀況,同時還能用這種方法來測血壓,、呼吸頻率,、血氧,這款A(yù)PP還表示,,用戶心里有沒有抑郁也可檢測出來,。

4、腦洞大開類:出軌,、車況,、運(yùn)程都能測

智能手機(jī)基于自身傳感器和算法而開發(fā)出上述的測量、檢測功能外,,還有很多腦洞大開的檢測應(yīng)用,。像iPhone內(nèi)置的“定位服務(wù)”應(yīng)用,可以將用戶去過的任何地方詳細(xì)記錄,,并且還能自動分類,,這項(xiàng)功能被網(wǎng)友們調(diào)侃為可以“檢測出軌”。

一款名為“友趣安駕”的APP可以通過手機(jī)麥克風(fēng)和傳感器,,利用聲音(聞)和振動(切)來檢測車況,。用戶只需把手機(jī)放在擋把旁邊,3分鐘后就可以在APP中看到結(jié)果,。

此外,,隨著微信小程序等應(yīng)用的普及,手機(jī)還能對壽命,、性格,、心理,、智商,、情商,、星座、運(yùn)勢,、年齡等各種真實(shí)存在或者抽象虛擬的內(nèi)容進(jìn)行檢測,。只要腦洞夠大,手機(jī)檢測的內(nèi)容只有你想不到,,沒有做不到,。

啥都能測的手機(jī)是我們希望的模樣嗎?

科技的進(jìn)步讓人類變得越來越“懶”,,手機(jī)之所以在“測量萬物”的路上越走越遠(yuǎn),,就是因?yàn)槿祟惒幌霂е鞣N各樣重重的儀器到處跑,希望只用手機(jī)就能解決所有問題,。只是現(xiàn)在的手機(jī)測量(檢測)還存在三個問題,,并不是我們希望的樣子。

1,、測量檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)存在誤導(dǎo)

分析上文對手機(jī)檢測內(nèi)容的歸類可以發(fā)現(xiàn),,除了腦洞大開類,大多數(shù)的檢測應(yīng)用都是基于手機(jī)內(nèi)置的傳感器加上算法開發(fā)而來,,與專業(yè)的檢測工具相比,,手機(jī)內(nèi)置傳感器的數(shù)據(jù)采集精度有差距,再加上數(shù)據(jù)采集方式上的差異,,手機(jī)檢測的最終結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)就會產(chǎn)生較大的誤差,,這一點(diǎn)在醫(yī)療健康領(lǐng)域特別明顯。

以最為普遍的步數(shù)測量為例,,不同的手機(jī),、不同的APP測量的步數(shù)永遠(yuǎn)不會相同,其測量結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)也有誤差,。美國心臟協(xié)會流行病學(xué)和生活方式預(yù)防年會(Epidemiology and Prevention-Lifestyle 2016 Scientific Sessions)2016年在《JAMA Internal Medicine》雜志上公布了一項(xiàng)研究,,智能手機(jī)APP測血壓可能不明智。該項(xiàng)研究評估了85例成人使用速測血壓app(AuraLife)的結(jié)果,,患者的高血壓被低估,,低血壓被高估。APP的測量數(shù)據(jù)對用戶的健康狀況存在巨大的誤導(dǎo),。

此外,,在一些不具象內(nèi)容的檢測上,由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),,從而無法形成通用的AI算法,,這樣的結(jié)果就是檢測數(shù)據(jù)并不能反映被檢測內(nèi)容的真實(shí)狀態(tài),,通俗一點(diǎn)來說就是測不準(zhǔn)。這一點(diǎn)在睡眠檢測類應(yīng)用上表現(xiàn)得最為明顯,,由于睡眠模式的多樣性,,深睡、潛睡,、做夢等的判斷方式和標(biāo)準(zhǔn)在醫(yī)學(xué)界都未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),,指望算法來描述睡眠狀態(tài)顯然是不切實(shí)際的。

2,、測量結(jié)果有趣大于實(shí)用

在很多檢測應(yīng)用中,,檢測軟件只給出檢測數(shù)據(jù),并不能給用戶很好的解決方案和指導(dǎo)意見,,長久以往,,用戶對檢測軟件就只能“呵呵”了。

在醫(yī)療健康領(lǐng)域,,用戶明明知道自己有高血壓,、心率不齊等問題,檢測軟件也能比較真實(shí)的反應(yīng)用戶的健康狀態(tài),,可檢測軟件觸達(dá)用戶痛點(diǎn)的觸手到此戛然而止,,除了出具幾份檢測報告外,這些應(yīng)用無法告知用戶應(yīng)該如何解決自己的問題,,幾個回合下來,,檢測軟件在用戶的手機(jī)中逐漸趨于沉默,最后被用戶棄用刪除,。

在一些腦洞大開類的應(yīng)用中,,測量(檢測)應(yīng)用“只檢測不干預(yù)”的現(xiàn)象更為突出,這些應(yīng)用更多作為社交工具而存在,,朋友間互相算算運(yùn)程,、測測智商,用戶在朋友圈中對各自檢測結(jié)果互相調(diào)侃一番后,,就沒有然后了,。在用戶看來,這類應(yīng)用檢測結(jié)果的趣味性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的實(shí)用性,,應(yīng)用的熱度就像一陣風(fēng),,來得快,去的也快,。

3,、小心自己也被監(jiān)測

使用手機(jī)測量(檢測)東西時無可避免要用到手機(jī)里的各種傳感器,傳感器采集到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)和云端后,就涉及到用戶隱私安全的問題,。

互聯(lián)網(wǎng)巨頭們就像商量好的一樣,,每隔一段時間就會曝出用戶數(shù)據(jù)泄密事件,就連以注重用戶隱私和數(shù)據(jù)安全的蘋果都不能幸免,。除了在“檢測出軌”和一些運(yùn)動計步軟件中會記錄用戶位置信息以外,,一些測量(檢測)聲音大小的軟件在不經(jīng)意間還能將用戶說話的內(nèi)容存儲下來,進(jìn)行記錄和分析,;使用到照相機(jī)功能的應(yīng)用可能會讀取用戶相冊內(nèi)的照片……

在這些測量(檢測)應(yīng)用的“幫助”下,,隱私被泄露的形式和渠道都被擴(kuò)充了。一系列安全事件大大加深了用戶對自身隱私的憂慮,,在一定程度上也加大了用戶對手機(jī)測量(檢測)應(yīng)用接受的程度。

阻礙手機(jī)“測量萬物”的兩座大山

我們親身經(jīng)歷了手機(jī)從接聽電話的簡單功能到現(xiàn)在“無所不能”的進(jìn)化過程,,在更大屏幕,、更多傳感器、更快網(wǎng)絡(luò)……的背后,,實(shí)際上是人類對效率的追求,。我們現(xiàn)在所討論的手機(jī)何時才能“測量萬物”,也是對手機(jī)體驗(yàn)再上一個臺階的美好期許,。在手機(jī)“測量萬物”之前,,它還需翻越兩座大山。

首先,,在提高測量(檢測)精度方面,,手機(jī)要想能與專業(yè)測量(檢測)儀器(工具)一較高下,就要在傳感器和算法上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一,。

根據(jù)不同手機(jī)定位和價格的不同,,手機(jī)內(nèi)置的各類傳感器的質(zhì)量也就分出了三六九等。以照相機(jī)這個大家熟悉程度較高的傳感器為例,,手機(jī)廠商出于對機(jī)型定價以及供應(yīng)鏈掌握程度的考量,,不同品牌使用的攝像頭都不一樣,這就造成了不同機(jī)型拍照所呈現(xiàn)出的效果也各不相同,,如果只用在記錄瞬間的拍照功能上,,成像效果的差異尚能接受,但如果用在需要拍照進(jìn)行測量(檢測)的應(yīng)用中,,色彩,、色溫、像素等方面的差別都會對最終的測量(檢測)結(jié)果造成影響,,從而形成誤差,,如此手機(jī)測量(檢測)將永遠(yuǎn)無法進(jìn)入需要精確數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景,“測量萬物”將只是智能手機(jī)發(fā)展中的一個美麗夢想。

其次,,手機(jī)測量(檢測)還需解決如何平衡手機(jī)計算資源的問題,。

手機(jī)的計算資源主要體現(xiàn)在三個方面:有限的計算能力、有限的供電能力和有限的存儲能力,。隨著手機(jī)性能的提高,,一些復(fù)雜的測量(檢測)算法都會慢慢出現(xiàn)在手機(jī)測量(檢測)的應(yīng)用中。由于智能手機(jī)是一個多功能的終端,,測量(檢測)功能只能占據(jù)小部分的CPU處理時間以保證其他主流功能如打電話,、微信、拍照等正常工作,。從節(jié)能的角度看,,不管手機(jī)的計算性能有多高,都不可以讓智能手機(jī)處于連續(xù)高速運(yùn)算狀態(tài),,否則手機(jī)電池很快就耗盡,。除此之外,智能手機(jī)上的存儲能力也有限,,不足以運(yùn)行復(fù)雜的測量(檢測)算法,,如圖像處理和復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)算法,這時就需要科學(xué)的分配手機(jī)的計算資源,,在測量(檢測)應(yīng)用和手機(jī)的基本功能中進(jìn)行計算資源的平衡,。

文 | 魏啟揚(yáng)

來源 | 智能相對論

智能相對論:深挖人工智能這口井,評出咸淡,,講出黑白,,道出vb深淺。重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域:AI+醫(yī)療,、機(jī)器人,、智能駕駛、AI+硬件,、物聯(lián)網(wǎng),、AI+金融、AI+安全,、AR/VR,、開發(fā)者以及背后的芯片、算法,、人機(jī)交互等,。


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