近日，美国专利商标局正式发布了苹果旗下包括 AirPods、Apple Watch、MacBook Air 在内的多款产品多达 64 项新技术专利。

今天的文章聚焦两个与可穿戴设备相关的专利，均与运动追踪和传感器融合算法相关。通过对这两个专利的解读，我们希望从中窥视，未来可穿戴设备在运动健康领域的创新方向。

将 AirPods 变成运动追踪器

我们知道，苹果在 WWDC 20 秀出了空间音频（Spatial Audio）技术，通过定向音频过滤器，对双耳耳廓的声场进行检测，以呈现出全场景的虚拟声场和环绕音效果。

在 AirPods Pro 这样的入耳式耳机内实现空间音频，与固定位置的音响是有差异的，其关键的一点在于声源的不固定，因此要对头部的运动进行追踪。

更厉害的是，这些传感器不仅追踪头部的运动，还能追踪头部和设备间的相对运动，并将数据进行比对。这样一来，当你在乘坐地铁或公交紧急刹车时，沉浸的环绕声仍然不断，不会产生眩晕。

我们从下面的专利图可以看出，首先，AirPods 不仅可以通过加速度传感器来收集方向信息（例如，左倾斜、前倾斜、右倾斜、后倾斜），还能采集佩戴者头部摆动幅度、速度、位置的信息。

其次，通过 iPhone 和 AirPods 建立的无线通讯系统，AirPods 还能将以上的数据进行评估计算后，转变为运动指导，反馈给佩戴者。

苹果还特别说明，该项专利可用于帮助佩戴者伸展和放松上半身的肌肉。总体上来看，苹果希望让 AirPods 也充当运动追踪器，并获得健身私教般的运动指导。

让 Apple Watch 对不同体式的卡路里消耗计算更精确

接下来介绍的这一项专利与 Apple Watch 智能追踪瑜伽动作有关。

对瑜伽、跑步、骑行等运动模式的支持，是 Apple Watch 的重要功能。实际上，苹果早在 2018 年就申请了关于瑜伽锻炼时卡路里监测的技术专利，其原理是利用 Apple Watch 对心率的监测，将心率的区间变化值，换算成用户所消耗的卡路里。

近日，苹果健身技术公司的高管 Julz Arney 详细阐述了舞蹈这一锻炼类型所需要的精确卡路里追踪算法，称 Apple Watch 使用先进的传感器融合技术，将来自心率传感器、加速度传感器、以及陀螺仪的数据相结合，在智能调整的算法支持下，实现对舞蹈中的卡路里消耗的准确捕捉。

苹果为 Apple Watch 申请的最新专利，也印证了这一点。

• 开始训练和结束训练时，通过加速度传感器，精准判断运动的起始点和结束点；
• 运动过程中，通过心率传感器，对心率进行监测；
• 运动过程中，通过温度传感器及加速度传感器，感知佩戴者的体温及运动方式，进而判断瑜伽体式的类型（如祈祷式、拜日式、前驱式、向太阳式、坐立休息式）；
• 运动结束后，通过对不同运动模式所建立的能量消耗模型，输出准确的卡路里消耗值；

结合此前描述的 AirPods 的运动监测功能，通过 Apple Watch 和 AirPods 的组合，可以为运动健康场景提供更大的想象空间。

比如，通过对头部姿势变化的捕捉（如转动、倾斜），再结合手腕所监测的体征数据，以及头部和手腕的相对运动的数据，几方面的数据叠加，可以辅助判断佩戴者的运动体式，并协助建立相应的卡路里消耗模型。

这些，苹果的专利显示，在理论上都是可以实现的。

延伸来看，随着算法不断的演进及适配模型的开发，未来传感器与算法的结合应用，将出现在可穿戴设备下的更多运动场景。

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