近年来,智能穿戴设备越来越受到人们的青睐,计步和心率是用户最为关注的两个功能。最近,有网友发帖称,他用小米手环3测了一卷卫生纸的心率,每分钟86次,比他自己的心率还高 。他吐槽说,感觉自己的智商受到了侮辱。随后,这个话题在网络上走红,网友们纷纷拿出自己的手环试了试,发现不少非人的物体竟然都能测出心率。
而专家认为,手环所运用的光电容积脉搏波描记法(PPG),本身已经是相当成熟的技术。同样,光照射到卫生纸、玻璃杯等物体上反射的信号,也被算法接收了,并拟合成了假的“心率”。
网友发帖
小米手环测出了卷纸的心率
10月8日,网友“张可”发帖说,自己用小米手环3测量出了卷纸的心率,并上传一段视频。在这段20多秒的视频中,一只小米手环像戴在手腕上一样,被绑在了一卷无芯卷纸上,在反应了一段时间后,手环的屏幕上显示出心率:86bpm。该网友说,这个数值比他自己的心率还高,随即吐槽:“你(卷纸)怕不是怀了我的骨肉?”
不少网友被这个结果震惊到了,有人幽默地跟帖:“手纸卷也很紧张啊。怎么办?要被人类发现了。”“纸也有芯嘛,正常。”“卷纸:潜伏这么多年居然暴露了。”
也有网友分析说,是因为在一段时间后手环没有检测到心率,于是给出了一个随机值,或者是之前测量到的心率的平均值。
记者实测
杯子、卷纸、矿泉水、玩具
居然都测出了心率
只有卷纸是能被测出心率,还是其他物体也可以?只有小米的手环能测卷纸,还是其他品牌也能测出来?10月9日,记者找来华为、小米、苹果三个品牌的智能手环进行了实测,其中小米为发帖网友的同款小米手环3,苹果为2015年推出的初代Apple Watch 。
首先作为对比参照,记者先测量了自己的心率,苹果测得68bpm,华为和小米都是66bpm。
随后,我们将三个手环绑在一卷卷纸上,结果发现,苹果测量出了数据,显示心率为84bpm。华为显示为“请戴好手环再测一次”,无法测量出数据。小米也显示无法测出。
苹果手表在卷纸上也测出了心率
第二个测量的物体是没有装水的玻璃杯子,只有苹果测量出了数据,显示为38bpm。
在玻璃杯上,只有苹果手表测出了心率
第三次测量的是一卷报纸,苹果测量出数据为79bpm,这次华为也测量出了数据,得到结果为103bpm。
在一卷报纸上,除了小米手环,苹果和华为都测出了心率
第四次测量时,记者将三个手环分别绑在一瓶矿泉水上,结果苹果和小米分别测出了心率为61bpm和93bpm,华为无法检测。
在半瓶矿泉水上也测出了心率
第五次测量的物体是一只青苹果,苹果和华为分别测出了心率88bpm和106bpm,小米无法测量出来。
华为手环在青苹果上测出心率
之后,记者又尝试测量了一个毛绒玩具兔子,在兔子的腰部,首次出现了三个手环都测量出心率的情况。其中华为和小米测量到的结果比较稳定,但相差较大,分别为84bpm和65bpm。苹果的数据则波动较大,在90bpm-177bpm范围区间内不停地上下起伏。
毛绒玩具一样测出了心率
但换到兔子的头部时,小米手环又无法检测出来了,苹果则稳定在67bpm,华为的数值反而开始波动了,在92bpm到107bpm之间。
最后,记者又试着将苹果手环紧贴着放在华为手环内,结果华为测量到,苹果的心率是99bpm。换了个位置后,苹果测量到华为的心率是104bpm。小米也进行了尝试,但没有测量出数据。
专家解答
手环测量心率
是什么原理?
南京理工大学电子工程与光电技术学院教授常本康告诉记者,目前手环上采用测心率的方法基本上都是光电容积脉搏波描记法(PPG)。这种方法原理也很简单,手环通过LED发射一定波长的光照射在皮肤上,之后光束会通过透射和反射的方式再传到光线接收器。由于血液处于流动的状态,皮肤内的血液容积大小变化与心脏的舒张和收缩变化直接相关,所以接受器收到的光信号强度也会呈现脉动性变化,手环再将光信号转化为电信号,通过算法就能得到心率值。
为何卫生纸
也能测得“心率”?
这个问题也引起了很多科学界人士的讨论。果壳网科普作者“@飞雪之灵”认为,卫生纸内的植物纤维是光信号的良好反射体,“我个人理解工程师对滤噪阈值的设定。因为手环所处工作环境随手部的运动一直在变化,意味着信号噪音很大,这就决定了手环必须在一个高噪音的数据中提取心率数据(所以手环要求贴紧佩戴。这一点还和手机测心率不同),因此从随机的卫生纸信号中提取到‘心率’并不奇怪。”
“@飞雪之灵”认为,这件事的启发,并不是去责怪某家企业生产的产品怎么样,而是如何改进硬件和算法,让测定更加准确。比如在测定时加上一个强度阈值,或者不要那么高强度地去拟合。
为什么手环测心率
会出现这样的误差?
常本康认为,产生误差的原因有不少。首先,探测器的光源有波动,其次,接收器接受光信号时出现误差。最后,就是算法本身的阈值设定问题了。他认为,目前这种测量方式在生物医疗领域的运用已经非常成熟了,手环测心率的技术本身没有太大问题。类似原理的还有电子血压计。“测血压的时候,错误的佩戴姿势也会导致错误的度数。”
尽管这种“bug”在原理上容易理解, 但是他认为,“手环就是戴在手上测量的,抛开适用范围说功能,就和茶水代尿检测一样的道理,非常不可取。”
私人订制热点资讯 关注国搜官方微信
联系邮箱 : hezuo@chinaso.com
联系电话 :(+86 10)88055782
人民网 新华网 央广网 光明网 中国经济网 央视网 中国政府网 中央纪委监察部网站 网信网 中国西藏网 中国台湾网 中国青年网 中国证券报 环球时报 经济参考报 半月谈 北京周报 中国日报网 中国国际广播电台 中央人民广播电台 中央电视台 经济日报 光明日报 求是网 中国新闻周刊 中国新闻社 国际在线 中国网
更多热点尽在新闻早班车 请关注中国搜索官方微信