下一代 AirPods，或許可以從助聽器里找到靈感

joeyzh2019 2019-04-29

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沒想到新 AirPods 才推出一個多月，就傳來了 AirPods 3 的消息。最近天風(fēng)國際分析師郭明錤和 DigiTimes 都表示蘋果將在 2019 年底發(fā)布新款 AirPods ，還將支持降噪功能。

不過蘋果過往并沒有在同一年兩次更新同一條產(chǎn)品線的先例，而在上個月更新的 AirPods ，確實不少呼聲較高的功能沒有出現(xiàn)，比如降噪和心率監(jiān)測等運(yùn)動健康方面的功能，這可能是為了兼顧體積，設(shè)計和續(xù)航。

其實這些功能都已經(jīng)集成在另一種耳戴式設(shè)備——助聽器，現(xiàn)在一些助聽器和可穿戴設(shè)備越來相似，除了可以充當(dāng)無線耳機(jī)，還內(nèi)置 AI 語音助手、具備降噪、監(jiān)測心率、跌倒和步數(shù)等功能，而體積也足夠小。

雖然助聽器屬于醫(yī)療器械，跟消費(fèi)類電子產(chǎn)品面臨不一樣的監(jiān)管，而且價格要貴得多，但助聽器和無線耳機(jī)的本質(zhì)沒有太大差別，它們都是我們耳朵的一個功能延伸，為人類提高和補(bǔ)充某種能力。

不論蘋果是否會給 AirPods 帶來降噪等功能，不妨先看看助聽器的解決方案，或許可以被現(xiàn)在的無線耳機(jī)等可穿戴設(shè)備參考。

助聽器的這些技術(shù)，未來或能用在 AirPods 等可穿戴設(shè)備

實際上，全球五大助聽器廠商之一的 Starkey 正打算把助聽器賣給沒有聽力障礙的普通人。

Starkey 去年推出了一款基于 AI 的智能助聽器 Livio AI，將助聽器、語音助手、無線音頻傳輸、運(yùn)動健康數(shù)據(jù)監(jiān)測等市場上常見的可穿戴設(shè)備功能，都集成到這個設(shè)備里。

Livio AI 內(nèi)置了亞馬遜的語音助手 Alexa ，可以像 AirPods 一樣可以通過語音控制音樂播放，與智能手機(jī)、筆記本、電視等設(shè)備進(jìn)行無線連接。

與無線耳機(jī)不一樣的是， Livio AI 還支持 27 種語言的實時翻譯，這意味著用戶可以像《流浪地球》的國際空間站一樣，戴上后可以和不同國家的人進(jìn)行無障礙的實時交流。

其實現(xiàn)在已經(jīng)不少有像翻譯蛋的實時翻譯產(chǎn)品，不過體積要大得多， Livio AI 之所以能在這么小的體積塞進(jìn)同樣的功能，其實是用了 Google 的翻譯云服務(wù)，一來是因為 Starkey 做翻譯的技術(shù)積累有限，更重要的是為了保證續(xù)航能力。

▲網(wǎng)易有道翻譯蛋

據(jù) Starkey 首席技術(shù)官 Achin Bhowmik 介紹，使用 Google 的翻譯云服務(wù)只需要半瓦功率就能運(yùn)行，整個翻譯的延遲大約在半秒以內(nèi)，不過缺點(diǎn)則是只有聯(lián)網(wǎng)才能使用了。

降噪

除了翻譯外， Livio AI 的大部分算法都是在本地運(yùn)行，而這些算力主要用在了降噪等聲音處理功能上。

通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法， Livio AI 可以對佩戴者所處的環(huán)境進(jìn)行分析和調(diào)整，決定放大和消除哪些聲音，比如在咖啡店降低咖啡機(jī)運(yùn)行的聲音，在嘈雜的餐廳和宴會讓用戶聽清楚對面的人在講什么，如果監(jiān)測到佩戴者時速超過一定數(shù)字時，則自動切換到汽車模式。

Livio AI 的降噪主要通過 4 個定向麥克風(fēng)實現(xiàn)，這和 Bose 和索尼等降噪耳機(jī)的原理不一樣，主要是通過定向處理噪音降低某些方向的聲音靈敏度，增強(qiáng)需要聽到的聲音信號，不過這種降噪方案仍有一定局限性，比如需要降低和增強(qiáng)的聲音方向重合時不能很好處理。

基于算法識別佩戴者環(huán)境而調(diào)整的降噪方案，一定程度上彌補(bǔ)了方向性麥克風(fēng)技術(shù)的缺陷，雖然這項功能主要針對聽障人士而設(shè)計，但對于無線耳機(jī)同樣有參考意義。

一位大學(xué)教師就將 Livio AI 用在了課堂上聽清學(xué)生的發(fā)言，以及在嘈雜的餐館與人交談，整個過程由算法自動調(diào)整，不需要用戶手動切換。

其實 AirPods 在通話時的語音降噪與這類助聽器的降噪方案是類似的，即通過一對采用波束成形技術(shù)的麥克風(fēng)過濾掉環(huán)境噪音，識別出佩戴者的聲音并放大，因此在 iOS 12 新增 Live Listen 功能后，AirPods 也能被當(dāng)做助聽器來使用。

但不可否認(rèn)，AirPods 和 Livio AI 這類降噪方案的效果，肯定不如索尼降噪豆等采用主動降噪的設(shè)備。

所謂主動降噪，就是識別出需要消除的聲音信號，然后運(yùn)算生成一組與噪音信號振幅相同、相位相反的聲波，將噪聲完全抵消掉，以達(dá)到降噪目的。

▲ Jabra Elite Sport

這類降噪耳機(jī)對麥克風(fēng)收錄噪音、芯片電路運(yùn)算等功能要求較高，也意味著更加耗電和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，AirPods 或許要進(jìn)一步犧牲體積和續(xù)航才能實現(xiàn)。

不過一些助聽器已經(jīng)在低功耗的前提下引入了主動降噪功能，比如愛益爾的智能助聽器 E20/E30，通過航天 I.A.N.C 主動降噪技術(shù)及 D.S.R 數(shù)字信號修復(fù)技術(shù)實現(xiàn)降噪，同時每次充電續(xù)航還能達(dá)到 40 小時，體積也控制在了跟降噪豆一般的大小。

美中不足的是，這依然不能擺脫入耳式的結(jié)構(gòu)。一些研究人員開始通過機(jī)器學(xué)習(xí)來提升助聽器的降噪能力。俄亥俄州立大學(xué)的一位計算機(jī)科學(xué)及工程領(lǐng)域的教授 DeLiang Wang ，就曾在這方面取得一定的成果。

在通過新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來過濾雜音信號后，DeLiang Wang 發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這種技術(shù)的助聽器，不僅有助于提高聽覺受損者的聽力水平，對于正常人的聽力水平也有提升作用。

▲ 通過機(jī)器學(xué)習(xí)過濾雜音的流程圖

比如在嗡嗡雜音環(huán)境下，未經(jīng)處理情況下正常人只能聽懂 37%，而在降噪后則可以聽懂 80%。這也進(jìn)一步證明助聽器的降噪技術(shù)同樣能造福正常人，甚至可以普及到更加大眾的消費(fèi)級產(chǎn)品中。

健康監(jiān)測

在新 AirPods 發(fā)布前，不少機(jī)構(gòu)分析師認(rèn)為運(yùn)動健康監(jiān)測功能會是一個重要的更新點(diǎn)，雖然最終沒有出現(xiàn)，但從 Apple Watch 的轉(zhuǎn)型來看，運(yùn)動健康可能還會是蘋果可穿戴設(shè)備的一大方向。

盡管目前像 BOSE 和 Jabra 的一些無線耳機(jī)都已經(jīng)具備心率監(jiān)測等功能，但在運(yùn)動健康方面，助聽器可能才是走得更遠(yuǎn)的耳戴式設(shè)備。

▲ 帶心率監(jiān)測功能的 BOSE SoundSport Pulse

在今年初的 CES 上，智能助聽器 Livio AI 更新了心率監(jiān)測、跌倒監(jiān)測和內(nèi)置整合了 Google Assistant 的虛擬助手 Thrive 等功能，用來跟蹤用戶的多項健康指標(biāo)。

跟 Apple Watch Series 4 的「跌倒監(jiān)測」類似， Livio AI 也是通過搭載加速感應(yīng)器和陀螺儀來實現(xiàn)這個功能，當(dāng)檢測用戶到跌倒 60 秒沒有反應(yīng)，就會通過虛擬助手 Thrive 向三個緊急聯(lián)系人發(fā)送位置信息，以及規(guī)劃最快到達(dá)該位置的路線。

而 Livio AI 的心率監(jiān)測則是通過內(nèi)置的紅外傳感器實現(xiàn)，Starkey 總裁 Brandon Sawalich 表示未來幾年內(nèi)會給 Livio AI 增加血糖和血壓等監(jiān)測功能，他認(rèn)為「再過幾年助聽器就會成為像鋼鐵俠的 Jarvis 一樣的私人助理」。

目前健康監(jiān)測的可穿戴設(shè)備主要都是腕帶產(chǎn)品，實際上有很多研究表明，通過耳朵采集的健康數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要更高。

這是因為耳朵中的動脈更接近皮膚表面，且比較不容易受到運(yùn)動出汗等狀態(tài)的干擾，根據(jù)國外一家主流傳感器供應(yīng)商 Valencell 的數(shù)據(jù)，同一個傳感器放在耳朵的信號清晰度要比放在手腕上高出近百倍。

其實在無線耳機(jī)中加入這些傳感器并不難，蘋果也有不少類似的專利，問題可能還是在于能不能再現(xiàn)有體積和設(shè)計下塞進(jìn)這么多傳感器，以及如何兼顧續(xù)航，畢竟從 iFixit 對AirPods 的拆解來看，似乎也不剩什么空間容納更多傳感器了。

▲Apple Watch Series 4 拆解. 圖片來自：iFixit

在兼顧功能、體積和續(xù)航這個問題上，像 Livio AI 這樣的助聽器已經(jīng)做得不錯，通過將部分功能放在云端運(yùn)行降低功耗，在保證 45 小時續(xù)航的前提下，實現(xiàn)了比很多無線耳機(jī)更加豐富的功能。

雖然像 AirPods 這樣的無線耳機(jī)不一定非得堆砌這么多功能，但這些解決方案或許可以給無線耳機(jī)這類可穿戴設(shè)備帶來更多的可能性。

助聽器會是可穿戴設(shè)備的未來嗎？

就算目前助聽器的部分體驗可以比肩無線耳機(jī)，但只要助聽器還屬于醫(yī)療器械，很多功能也許永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)在消費(fèi)類電子產(chǎn)品上。

但隨著美國前兩年通過《場外助聽器法案》，部分助聽器已經(jīng)可以不被當(dāng)作醫(yī)療器械來監(jiān)管，價格也有望大幅降低，因此 Starkey 等助聽器廠商才會進(jìn)軍消費(fèi)電子產(chǎn)品市場，嘗試將助聽器賣給更多人。

如果智能助聽器在音質(zhì)、降噪和運(yùn)動健康方面的體驗真的能做到不比無線耳機(jī)差，那么消費(fèi)者完全可以將其當(dāng)作一個日常的可穿戴設(shè)備來使用，甚至未來這種設(shè)備都不再叫做「助聽器」了。

從英特爾跳槽到 Starkey 的首席技術(shù)官 Achin Bhowmik 甚至認(rèn)為未來助聽器能像 iPhone 一樣影響可穿戴產(chǎn)品。

當(dāng)斯蒂夫·喬布斯推出 iPhone 的時候，他攪亂了當(dāng)時的手機(jī)市場。他將移動電話、互聯(lián)網(wǎng)通訊器和 iPod 等產(chǎn)品捏合到一款產(chǎn)品中，將其打造成一種多用途的設(shè)備。

雖然助聽器已經(jīng)展現(xiàn)出在可穿戴產(chǎn)品上的潛力，但其實也會面臨不少問題。比如在云端采集和分析用戶的聲音數(shù)據(jù)可能會觸及隱私問題，「偷聽」你說的話來推薦商品廣告變得更加容易。

▲圖片來自：《竊聽風(fēng)暴》

而根據(jù)算法來調(diào)整不同環(huán)境的降噪方案也可能給用戶帶來困惑，比如在設(shè)備故障的時候難以分清是噪音過大還是算法處理的效果。

至于健康監(jiān)測方面，雖然耳戴式設(shè)備的準(zhǔn)確度更高。但在睡覺的時候戴著耳機(jī)顯然不太方便，還容易在翻身過程中弄掉。

當(dāng)然雙刃劍基本是科技產(chǎn)品的常見屬性，就像 AirPods 流行之后帶來了社交禮儀的新問題，在某些餐廳和理發(fā)店等一些公關(guān)場合戴上 AirPods 被認(rèn)為是「沒禮貌的」，因為看來像是擺出了一幅「生人勿近」的姿態(tài)。

可隨著 AirPods 的流行，耳戴式設(shè)備正在取代智能手表成為最受歡迎的可穿戴設(shè)備。

根據(jù) IDC 的數(shù)據(jù)，2018 年第四季度耳戴式設(shè)備銷量大幅增長 66.4%，在可穿戴設(shè)備市場中份額僅次于智能手表，IDC 和 Gartner 等調(diào)研機(jī)構(gòu)都認(rèn)為這個趨勢將在未來幾年持續(xù)下去。

因此助聽器如果能給可穿戴設(shè)備帶來一些新的思路，進(jìn)而改善無線耳機(jī)的日常體驗，總歸是一件好事。

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