Apple获得一项全新可穿戴检测系统的授权专利,该系统能够让Apple Watch分析贴在用户皮肤上的专用采样贴片,有望把设备从被动健康监测工具,拓展为可执行生化检测的主动检测装置。
这套方案的核心思路十分简洁:无需依靠手表本身直接检测每一种生物标志物。
Apple提出,在智能手表与佩戴者皮肤之间放置一块轻薄检测配件和采样贴片,配件可以让贴片对准手表现有的光学传感系统,搭建固定的光通路,使手表发出的光线照射到贴片的对应区域,反射光再传回手表的光电探测器,之后由手表处理信号,生成检测结果。
Apple将检测配件描述为置于智能手表下方的柔性构件,配件上表面与手表光学传感组件对齐,下表面贴合采样贴片,配件内部的光学通道在两者之间传导光线。
专利授权的权利要求专门覆盖对应贴片不同区域的独立光路,其中一块区域作为参照对照组,另一块作为实际检测区,手表上不同的发光器件与光电探测器可以分别对这些区域进行检测,配件还可以对光路做光学隔离,避免用于某一检测区域的光线干扰其他区域。
这种设计让智能手表成为可重复使用的电子与光学分析平台,而贴片作为专用一次性检测耗材。
Apple提到,底层光学传感系统可使用多种波长光线,并且能够依据对应的检测方案,调整波长、光强、时序以及光照位置等参数。
专利说明书进一步介绍,贴片内部含有反应试剂,接触特定物质后,试剂的光学特性会发生变化,这类试剂可能会变色,颜色深浅随物质浓度改变,或是在特定波长光线照射下产生荧光,手表能够捕捉这些变化,并转化为简单的阴阳定性结果,或是待测物浓度这类定量数值。
该专利的构想远超普通变色试纸。专利描述的采样组件可与汗液、血液或者组织液发生反应,部分实施方案内置微流控系统,用于输送、混合或者分离样本;还有方案支持电化学检测。
专利甚至提及微针、反应丝等结构,可以刺入或穿透皮肤,获取生物样本。
佩戴设备时,这套系统可以间歇或持续工作。贴片会根据皮肤表面或皮肤附近产生的生物物质改变自身特性,同一块贴片的不同分区可以检测不同物质,同时预留区域作为对照。
Apple这套方案最重要的特点之一:大部分专用检测硬件不集成在手表本体内部。
柔性配件可搭载透镜、滤光片、反光镜等光学元件,调控在手表和贴片之间传播的光线,配件还可以自带光源,提供手表本身不具备的波长,支持荧光检测等特殊光学测试。另一些实施方案利用手表电极,通过配件内的导电元件,测量样本的电学特性。
Apple还设想了机械与磁吸定位结构,保证采样贴片在手表下方保持正确位置,配件可以安装在现有表带之上,或是直接成为表带结构的一部分,部分设计中,检测完成后,贴片与配件可组合为一体化一次性组件。
这份专利的价值不在于某一项单独的检测项目,而在于保护了整套系统架构。
当前智能手表传感器主要采集佩戴者的生理信号,而Apple这项专利描述的体系,将手表作为精密光学与计算读取终端,外接生化检测介质。
未来只需要更换不同贴片与配件,就能新增各类检测项目,不需要在每一代手表内部新增对应的传感器硬件。
这份专利并不代表Apple计划将这套系统商业化,也没有明确Apple Watch将要落地面向消费者的某一项具体检测项目。
但授权权利要求证明,Apple已经取得专利保护,覆盖智能手表、可穿戴采样贴片以及多条光学测量通路之间的核心交互机制。
如果该方案落地为产品,这套模式会大幅拓展Apple Watch在健康监测领域的能力:手表硬件可重复使用,搭配专用一次性或半一次性检测贴片。
根据手表下方搭载的配件,同一台可穿戴设备能够完成多种完全不同的样本分析。
