小心你的AirPods!未来的AI将能“听见”你的血流声、心跳甚至脑电波

2019-05-06| 发布者: admin| 查看: |

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俗话说,眼睛是心灵的窗户,不过杜比实验室首席科学家、斯坦福大学兼职教授波比·克拉姆(Poppy Crum)却认为耳朵才是最接近心灵的地方。

在那里,血液流经你的静脉,当你对压力和兴奋做出反应时,血压会变化,血氧水平也会随着你周围的空气和你的身体耗氧的方式而变化。

在这里,我们还可以探测到当大脑皮层对我们周围的感官信息做出反应时发出的电信号。而皮肤上电导率的变化会显示出期待和情感强度的信号。

耳朵就像一个生物学上的USB接口。不久,塞进我们耳朵里的可凯发真人首页穿戴设备——称为“耳穿戴设备”——将监测我们的生物信号,以揭示我们什么时候情绪紧张,什么时候大脑超负荷运转。当我们努力去听或理解时,这些设备会主动帮助我们专注于我们想听的声音。

它们还能减少给我们带来压力的声音,甚至可以连接到我们周围的其他设备上,比如恒温器和灯光控制,让我们在环境中感到更自在。它们将是一项真正意义上的技术——能够让未来的人生活更美好。

未来的“耳穿戴设备”

这里是四个可能的应用场景:

场景1:假设你在厨房做饭的时候想看电视上的篮球赛,但声音太遥远。耳穿戴设备根据你的血压和脑电波的变化将检测到你的精神压力增加了。当你目光移动时,耳朵里产生的电信号会发生变化,然后耳穿戴设备将自动增加来自那个方向的声音音量。在你最终坐到餐桌前好好看电视之前,这是一个非常简单的解决方法。

场景2:你发现自己在一家人很多的餐厅里,嘈杂的音乐和噪音让你很难与人交谈(即使你没有听力损失)。耳穿戴设备将通过追踪脑电波来监测你的精神努力程度,从而确定你什么时候在努力听。然后它们会适当调整内置麦克风的信噪比和方向性,让你更容易听见附近的人在说什么。

根据该设备之前收集的音频指纹,这些耳穿戴设备可以区分你的朋友和你希望忽略的别人的声音。它们甚至可以通过跟踪你的注意力,准确地知道你想听谁说话,即使你不能直接看到那个人。

我们都有过这样的经历:在一个聚会上,我们听到自己的名字出现在房间另一头的谈话中,并希望能够听清谈话内容。我们很快就能做到这一点。

场景3:你在开车,你的两个孩子坐在后座。长时间驾驶的疲倦和孩子们的吵闹让你很难注意到来自智能手机的导航提示。你的耳穿戴设备可以察觉到后座上的噪音,以及它给你带来的精神压力。

于是耳穿戴设备增加了智能手机的音量,同时指示汽车调整座椅温度和气流——数据来自于传感器和生物识别技术——或许还会开始轻轻地播放你最喜欢的音乐。它们甚至能听懂车内人的对话,分析其紧迫性,并决定是否导航向最近的休息站或餐馆。

场景4:你已经戴了几年的耳穿戴设备了。最近,该设备一直在检测你说话时频谱质量和声音模式的具体变化。在跟踪这一趋势几个月后,你的耳穿戴设备建议你与医生预约,因为这些变化可能与心脏病有关。

这种“耳穿戴设备”离我们很近

在这些场景下,没有什么功能是我们在未来五年内无法完成的。所有必要的硬件或软件已经或正在实验室里出现。

首先是耳机本身。苹果(Apple)的AirPods等无线耳机已经表明,技术的进步使小型、轻便的外形因素成为可能,而这在10年前是不可能实现的。但较小的外形也意味着电池尺寸的限制,而电池寿命仍然是一个决定成败的特性,需要技术创新来为大量传感器和机器学习算法供电,一次充电需要能持续运作几天。

一些近期的解决方案将通过在耳穿戴设备、用户的移动设备和云之间分配处理进程来更好地优化计算效率。但要注意未来几年能源储存领域的一些革命性创新。Widex去年推出的一款燃料电池值得注意,这种电池可以在数秒内充满一天的电。

至于传感器,人们已经制造出了光学监测心率的传感器,也可以用电来测量心率活动,就像苹果手表一样。还有监测血液氧合的传感器,还有戒指、手表和贴片通过测量皮肤电反应来跟踪身体和情绪的压力,还有可以戴在手上的血压监测仪、追踪脑电波的发带以及通过追踪眼球运动来监测注意力和睡意的贴片。

所有这些设备都在稳步缩小,而且每天都在变得越来越可靠,很快就会使它们适合在耳穿戴设备中使用。事实上,将这类监测仪放置在耳朵里,贴近充满血管和神经的耳部皮肤表面,这使其与放置在腕带或其他类型的可穿戴设备上相比具有灵敏度上的优势。

在耳穿戴设备方面仍存在不少挑战,比如设计师如何确保耳机和外耳道皮肤之间有足够的连续接触。

打喷嚏、咀嚼或打哈欠等自然行为可能会短暂地中断接触。这可能会让耳穿戴设备的算法对佩戴者的心理或身体状态做出不完整或不准确的评估。

但这不会是一个很大的障碍。最终,解决方案将更多地依赖于好算法,这些算法将会考虑到间歇性的暂停接触。

说到软件,近年来,基于人工智能的虚拟助手的能力飞速发展,在未来的几年里,它将变得善于预测你的需求和愿望,而这种能力将直接转移到耳穿戴设备。

如今的虚拟助手,如亚马逊的Alexa和苹果的Siri,都依赖于云来完成响应请求所需的强大处理。但IBM、Mythic和其他公司即将推出的人工神经网络芯片,将会允许这种密集处理集成到耳穿戴设备中,从而消除了对互联网连接的需求,并允许近乎即时的反应时间。

有时,由于算法的复杂性,耳穿戴设备将不得不求助于云处理。在这些情况下,5G网络的平均速度有望达到每秒数百兆比特,延迟时间有望达到个位数毫秒,这可能会将延迟缩短至数十毫秒。

这些耳穿戴设备也不必非得像耳机那么小。Bose最近推出了Bose镜框,它将定向扬声器集成到太阳镜镜框中。这样的框架可以让大多数人愿意长时间穿戴,并且容纳耳穿戴设备的许多功能。

很有可能,设计师们也会想出其他的选择。关键是,只要在外形、电池寿命和用户利益方面达到适当的平衡,人工智能耳穿戴设备就能成为一些人一次佩戴几个小时甚至一整天都不会意识到的东西。

目前许多关于耳穿戴设备的先进研究都集中在认知控制上。关键是要分辨出人们所关注的声音来自哪里——与他们头部的位置或眼睛的焦点无关——并确定他们的大脑是否正在努力地工作,很可能是因为他们在努力听别人说话。

如今,一般的耳穿戴设备只会放大所有的声音,让使用者在嘈杂的环境中感到不舒服。而确实有一些昂贵的智能设备,使用机器学习和GPS地图来确定在某一特定位置上哪个音量和降噪设置最合适,当佩戴者进入该区域时应用这些设置。

这种设备对我们所有人都有吸引力,而不仅仅是那些听力受损的人。一种在嘈杂的环境里帮我们隔绝噪音、或赋予我们超人的听觉、将我们的注意力引导到房间里任何一点的设备,将改变我们如何与他人及环境互动的方式。

让AI“听见”我们是件好事吗?

波比·克拉姆教授表示,仅仅在五年内,一波新的智能耳穿戴设备就将能够收集和组合多种生理数据,然后使用深度学习工具对分析结果进行调整,以适应不同的个体,从而在发现和预测不断上升的压力水平方面做得越来越好。

它们可以通过测量心率、脑电波、汗液来“解读”用户的想法,也可以改善我们的身体和心理健康,例如诊断和治疗耳鸣,刺激迷走神经来治疗癫痫、抑郁症、心脏问题、消化紊乱等疾病。

不过,为了让机器学习获得足够的数据来进行不断改进和更新,这种设备势必要对用户进行持续的“监视”。隐私、安全、法律和道德伦理问题将是耳穿戴设备开发者面临的几大挑战。

例如,IBM的研究发现,一种算法仅通过分析某人说话的某些成分,就能预测其五年内___发作的可能性,诊断_____的准确率高达83%。在这样的案例中,智能耳穿戴设备是否应通知其家庭成员或医生?

近来,亚马逊的Alexa人工智能虚拟助手还被曝监听用户的私人生活,有数千分布在全球的亚马逊员工对Echo智能音箱在用户家中录到的音频片段进行分析,这使得许多人产生了隐私方面的担忧。

这种耳穿戴设备的自主性应控制在什么程度?企业将如何保护用户的私人数据?人工智能技术带来的一些新问题并不容易回答。

但鉴于其好处远远大于坏处,这种耳穿戴设备将成为未来人们真正的生活伴侣——每时每刻悄无声息地评估着人们的需求和心理状态,同时帮助他们应对周围的世界。

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