Apple持续为Apple Watch与iPhone迭代健康传感器与相关功能,而一份刚刚获得授权的全新专利显示,Apple正在为头戴设备研发一套先进的面部贴合界面方案,这项技术有望把Vision Pro这类产品升级为精密的生物体征监测设备。
该发明将微型压力传感器集成到头显贴合面部的区域,无需额外佩戴独立传感配件,就可以监测用户的呼吸、脉搏、心血管活动以及面部表情,代表Apple拓展空间计算的新方向,把沉浸式体验和持续的生理体征监测相互结合,这套系统不再单纯依赖摄像头或是外接设备,而是依托佩戴过程中皮肤产生的细微形变来采集生物信息。
这项专利的核心改造对象就是头显的面部贴合衬垫,也就是贴在用户额头、鼻子以及周边面部区域的组件,Apple计划在衬垫内部嵌入高灵敏度压力传感器,以此捕捉和呼吸、血液循环、面部动作相关的微小物理变化。
系统采用柔软可形变的软垫紧贴皮肤,当面部组织发生位移时,软垫随之压缩或者舒展,改变内部密闭腔室或是通道内的压力值,微型微机电压力传感器捕捉这类压力变化,转化为电信号交由头显处理器解析处理。
值得留意的是,传感器本身不需要直接接触皮肤,软垫会把压力变化传递给藏在衬垫内部的传感元件,既可以提升佩戴舒适度,也能保护精密电子元器件,Apple在专利中描述的方案能够识别微米级甚至更微小的软垫形变量,感知极其细微的面部动作。
这项技术最重要的应用场景之一,就是通过鼻周与额头区域采集生命体征,布置在鼻部附近的压力软垫可以捕捉呼吸带来的形变,获取呼吸节律相关数据,排布在额头的传感器则能够监测皮下血管随血液流动产生的微弱变化,用来采集脉搏、心率以及和血压相关的指标。
其中一种设计方案在额头布置多组压力软垫,测算脉搏波传导时间,也就是脉搏信号在两处动脉点位之间传递的间隔,以此获取更多心血管相关信息,不过这份专利并没有证明这套系统可以达到临床检测精度,也无法独立输出经过医疗验证的血压读数。
Apple同时提到,该方案还能够识别压力、放松状态、疲劳程度以及用户生理状态的变化。
除健康监测之外,这项发明还提供了识别面部表情的全新交互方式,额头与鼻周的微小动作会改变衬垫受到的压力,对应的传感信号可以让头显在用户大部分面部被设备遮挡的情况下,依旧识别面部表情,Apple还提出可以将压力传感器采集的数据和向内摄像头的画面信息结合,依靠多套传感方案提升表情识别准确度,这套能力对于虚拟线上沟通场景十分有价值,精准还原面部动态,是打造更自然的数字交互体验的关键。
专利还说明,生物监测数据可以反过来调控头显的运行逻辑,依据传感结果推送通知、调整正在运行的项目或是驱动硬件组件。
方案另一大亮点是可更换式面部衬垫,不同衬垫搭载不一样的传感器配置,有的衬垫偏向运动场景的生理指标采集,有的则针对教学、医疗或是日常使用场景优化,传感软垫本身也支持单独拆卸、调整位置、软硬参数与灵敏度,衬垫选用硅基弹性体这类柔性材质,佩戴触感柔和,同时可以抵御出汗带来的潮湿环境。
内置的微机电传感器尺寸仅约2毫米乘2毫米,能够在面部衬垫有限的内部空间内完成布置,这种模块化设计可以在不改动头显主显示硬件的前提下,切换不同的传感能力。
这项方案对于Apple的空间计算战略意义深远,可以把Vision Pro原本就和面部贴合的密封衬垫,拓展成额外的生物信息采集平台,用户在沉浸式健身、放松引导、训练课程等场景佩戴头显时,不用完全依靠Apple Watch或是其他外接穿戴设备采集生理数据,软件也可以根据体征变化、识别到的面部表情做出适配调整,带来响应更加灵敏的空间交互体验。
这份专利覆盖AR、VR头显以及智能眼镜,但这套压力传感系统更适合大面积贴合面部的设备,Vision Pro这类头显是最直接的落地载体,这项发明的核心价值,并不只是单纯新增健康传感器,而是把生物监测能力集成到原本负责佩戴贴合、遮光密封的衬垫组件当中,让Apple空间计算硬件跳出娱乐和生产力场景,拓展到个性化健康监测、生理感知交互的领域。
