Google 新研究可為主動降噪耳機增添心率感測，播放音樂也不影響

近年來真無線耳機（True Wireless Stereo，TWS）占據消費市場一席之地，耳機從有線轉變成無線使消費者獲得解放。耳機用途不只是聆聽音樂，也能幫助集中注意力、調節情緒，甚至未來還能偵測心率。

Google 提出 audioplethysmography（APG）新研究，透過簡單的軟體升級就能為主動降噪（Active Noise Cancellation，ANC）耳機增添心率感測功能，彷彿轉變成智慧感測耳機，不僅各種活動下穩定運作，也不受音樂播放的影響。

「耳道是感知人體健康的理想位置」，Google 指出，耳深動脈（deep auricular artery）是一個由廣泛滲透至耳道的較小血管所組成的複雜網路，而 APG 運作原理是透過主動降噪耳機的揚聲器發送低強度超音波探測訊號，這會觸發迴聲，進一步利用機上回饋麥克風接收迴聲，可觀察到細微的耳道皮膚位移和心跳振動等迴聲。

Google 建立的研究模型可將迴聲訊號處理成心率讀數以及心率變異度（Heart Rate Variability，HRV），即使在播放音樂或耳塞套不夠密合的情況下，也能發揮作用。但它會受到身體活動影響，Google 以多音調方法做為校準工具，「找到測量心率的最佳頻率，並使用最佳頻率來獲得高品質的脈搏波形」，Google 表示。

▲ APG 利用主動降噪耳機的揚聲器發送低強度超音波訊號（TX wave），並透過機上回饋麥克風接收迴聲（RX wave）。（Source：Google Research Blog）

Google 對 153 名受試者進行 2 組研究，發現 APG 實現一致準確的心率（所有活動場景中，受試者中位數誤差為 3.21%）和心率變異度（心跳間隔中位數誤差為 2.7%）測量。

與市場上現有心率感測器相比，APG 不受膚色影響，耳道尺寸、耳機與雙耳密合程度也不會干擾心率感測準確度。雖然不可避免會對耳機產品增加重量、功耗、聲學設計複雜性、外觀尺寸以及整體成本等挑戰，但 Google 認為，與傳統 PPG（Photoplethysmography，光體積變化描記圖）和 ECG（Electrocardiography，心電圖）感測器相比，APG 會是更好的方法。

APG 可說是生物醫學和行動研究領域最新突破，並為健康感測開啟新篇章。雖然 APG 是 Google Health 以及產品、使用者體驗、法律團隊共同合作的成果，但不代表 Google 旗下產品 Pixel Buds Pro 馬上就會加入心率感測功能，相信需要更多試驗佐證，甚至需要通過主管機關審查，才有機會開啟應用。

（首圖來源：Google Blog）