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防丢神器AirTag 会把自己弄丢吗?

2021-04-23 08:06 · 稿源:快科技

在4月21日凌晨的苹果“春晚”上,除了紫色的iPhone 12、iPad、iMac以及Apple TV等常规产品的发布更新之外,“防丢失神器”AirTag也终于与大家见面。

苹果在其发布会上称,AirTag内部有多项安全的精准查找功能,开创了业内先河。在苹果发布会结束后几小时内,关于AirTag的话题就已经登上各大榜单热门,获得了极高的关注度。

事实上,这款产品早已不新鲜,早在20多年前,阿笠博士就已经被柯南装备上,开个玩笑,不过用来实现这款产品核心技术UWB确实20多年前就已经在发展,其硬件支持需要用到的UWB芯片,苹果在2019年的时候就已经配备在iPhone11系列手机上。

还有一个好消息是,如果你不愿意为一个AirTag花上229人民币,可能在今年年底就有机会买到价格更低的替代品。

在决定要不要购买一个AirTag之前,不妨先详细了解一下AirTag背后的魔力。

室内厘米级定位,比低功耗蓝牙更精准

如果说在此之前苹果查找功能只能帮助用户找到个人的电子产品,那么AirTag的出现则大大地扩展了用户可查找物品的范围。另外,使用AirTag可以得到更加精准的坐标,而不是仅仅获得一个模糊的范围。

据苹果官方介绍,可以将AirTag挂在各类物品上,再通过“查找”App来跟踪AirTag,当遗失的物品出现在附近时,带有U1芯片的iPhone就能给予用户多感官反馈,指引用户找到物品。

防丢神器AirTag 会把自己弄丢吗? AirTag能够指明具体的方位

AirTag之所以能得到更加精准的定位,主要是苹果自研的U1芯片在发挥作用。

U1芯片的第一次露面是2019年苹果推出iPhone 11系列手机,宣称全新设计的U1芯片将利用超带宽技术实现空间感知,允许iPhone 11系列手机精准确定其他与配备U1的苹果设备。

超带宽技术是一种源于20世纪60年代的脉冲通信技术,与通过高频载波调制带宽信号的传统通信体制不同,UWB主要通过发送与接收纳秒或微纳秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输,由于脉冲时间宽度极短,相应地带宽就变大了,能够达到500MHz。

虽然UWB技术的发展历史悠久,但直到最近几年才逐渐有替代低功耗蓝牙,应用于高精度定位上趋势。三星在今年1月份发布了类似苹果AirTag的产品SmartTag,小米也在去年像外界展示了UWB一指连技术的概念,尽管实际具有这一功能的产品还未发布。

晓峰(化名)是国内UWB芯片设计公司瀚巍微电子的一名研发骨干,在进入瀚巍微电子之前,一直从事低功耗蓝牙的芯片设计,系统应用开发及蓝牙联盟标准制定“低功耗蓝牙芯片AoA(AOA,Angle of Arrival)和AoD(AoD,Angle of Departure)标准被提出来之后,大家都对这一技术抱有极大的期望,觉得这一技术不仅可实现数据传输,而且也可用于高精度的位置定位。那时我们就发现了定位这一市场需求,而且各大厂商都有自己的应用场景和痛点需求。”他告诉雷锋网。

防丢神器AirTag 会把自己弄丢吗?

不过在持续研发和推广这一技术的过程中,这名研发骨干及其团队遇到了一些瓶颈,虽然可以在一些场景里成功地演示,但在大规模商用时却遇到了很多问题,室内应用环境严重影响测距精度。当时尝试过优化算法,或者改进算法来提高测距的适用性,但依然无法应对复杂的用户场景,满足市场及客户的需求“在复杂应用场景下实现高精度定位需要新的技术,我们选中了UWB。”他说道。

低功耗蓝牙和UWB在精准定位能力方面有一定差异。蓝牙AoA(AoA,Angle of Arrival)测距对基站和天线部署的要求比较高,不是单靠手机与手机之间的测距,就能做到厘米级精度,行业普遍觉得将低功耗蓝牙做到厘米级测距很难实现。

尽管在居家环境中,蓝牙也可以实现点对点的厘米级测距,但抗干扰能力较弱,容易受到影响。好比我们在一个有几千人的展厅中使用手机的蓝牙无线连接,可能会出现连上别人的设备的情况。

最重要的是,如果使用UWB技术,被定位物品第一秒在A点,下一秒在B点,两点之间大约存在30cm的误差,而使用低功耗蓝牙技术时,误差就会扩大到2~3米。

正是因为蓝牙和UWB技术的精准度差异,才会出现在使用iPhone使用蓝牙查找AirPods时,距离很近也不知道具体位置的情况。

笔者了解到,苹果自研的U1芯片与Qorvo的UWB芯片有一些相似之处,刚被 Qorvo收购的Decawave公司,其最新可以用于消费级的UWM3000模块已经能够实现7cm的测距精度和大约30cm的定位精度,U1的精准度可能与此相差无几。

防丢失神器也是追踪定位工具?

既然可以通过AirTag找到遗失物品,会不会有人用这一技术来进行定位追踪?

从理论上讲,确实可以使用UWB技术实现定位监测和追踪。“UWB追踪目前只是在有效范围内的高精度定位,但可以和其他定位技术,比如GPS融合在一起实现监测追踪。”UWB芯片设计公司优智联创始人董宗宇表示,UWB芯片未来很大程度上可以用在安防芯片上,比如公检司法,疫情期间人与人之间的位置监控,都可以使用这以技术来收集到重要且敏感的位置信息。

不过,可以放心的是,用户无法利用AirTag这一工具实施定位追踪。

防丢神器AirTag 会把自己弄丢吗?

苹果表示,AirTag的设计旨在追踪物品而非追踪人,因此加入了多项安全功能,以防意外的追踪。其中包括更新识别符、检测到未知的AirTag时发出声音。查找网络可以让所有人都参与,但在未经用户同意的情况下,无需与任何人分享自己的位置信息,包括苹果用户。

虽然U1芯片在AirTag中主要用于精准定位,但是UWB技术最早其实是一种连接技术。

“UWB在商业上最早应用于点对点的高速通信,当时的通信速率达到480M bit/s,针对的典型应用是无线USB,在2002年、2003年时,若USB能够达到480M bit/s,将是非常酷炫且领先的技术,市场非常看好。”晓峰说。

不过当时大家对于移动世界的想象仅限于PC和笔记本,手机还是以功能手机为主,只有英特尔一家带头计划将UWB技术用在连接上。“但随着时间的推移,基于UWB技术的无线USB链接实际速率比演示速率的480M bit/s低很多,迟迟没有达到市场预期,最终相关的市场应用没有得到进一步的推广,而英特尔也退出了UWB联盟。”此名研发骨干解释道。

因此,在往无线连接方向发展时,UWB始终跟不上Wi-Fi的发展速度,在第一轮竞争中惨败,直到苹果将UWB芯片用在iPhone上,产业和市场才真正看好其未来的发展,UWB技术迎来了自己的第二个春天。

纵观当下的UWB芯片市场,有在国际上领先的NXP、苹果和Qorvo,近两年也涌现了一批瞄准消费类的初创UWB芯片公司,且对在国际上的竞争充满信心。

“大概在去年6月份,UWB的行业定下最新标准,IEEE 802.15.4z,在此之前大家可能做了很多积累,不过协议一直在演进,因此国内厂商虽然相较欧美厂商起步晚,但可以从一开始就按最新的协议做。我们预测,国外厂商可能领先我们半代到一代。另外针对特定的应用场景,国内芯片厂商可以实现差异化,做得更好的可能性很大。”纽瑞芯科技副总裁张海昆说道。

董宗宇则认为,国内做UWB芯片有自己的挑战。“因为UWB芯片跟其它通信芯片有所不同,基本上所有的协议栈、基带和模拟射频都是全自研。UWB比较新,所有底层的东西需要自己来研发。但这也是一个优势。”

UWB的最新协议发布时间还不太久,固然存在兼容性方面的问题,这意味着市面上已有的UWB芯片不一定符合最新的协议标准,可能不同的UWB芯片无法实现互连互通。

不过,安全超宽带的成功取决于一个可互操作的、整体的、相互连接的生态系统,当下有FiRa联盟来推动UWB的生态建设,而来解决兼容性的问题。

防丢神器AirTag 会把自己弄丢吗? FiRa联盟的赞助成员

目前FiRa联盟成员已经多达64名,其中包括瀚巍微电子、纽瑞芯、精位科技等国内UWB厂商。另外,雷锋网也了解到,不少国产UWB芯片将在今年年底或明年量产,这意味着可能在不久的将来,有更多非苹果UWB产品可以和iPhone互连互动,消费者也可以以更低的价格购买到类似AirTag的产品。

正如张海昆所说,AirTags价格很高,我们中国的厂商就可以把它做得更丰富,成本更低,普及率更高。

丢得再远,也逃不出iCloud织好的网

不知道钥匙放在哪里可以用AirTag找到,那么 AirTag丢了要如何寻找?比如,遗失在遥远的沙滩上。

打开“查找”网络,使用NFC功能轻触AirTag通知失主,在失主允许的情况下获得联系方式,就可以与失主取得联系并归还物品。苹果似乎为我们描述了一个乌托邦式的理想社会,如果AirTag遗失在远方,技术上找到丢失的AirTag没有问题,实际社会中能否找回AirTag则可能是一次运气测试。

笔者了解到,实际上在AirTag的生态系统中,苹果主要通过iCloud将所有的账号连接在一起,即依靠众多的iPhone设备建立起一张密集的网,AirTag位居其中,因此如果张三的AirTag遗失在遥远的沙滩上,拥有iPhone的李四路过AirTag附近,其位置信息就能被上传到iCloud上,张三便能获得大概的位置信息。NFC的触碰功能,则是在这一基础上直接帮助失主找到遗失的AirTag及物品。

不仅如此,未来的UWB技术、芯片,以及AirTag本身,还有更多的可发展空间,甚至帮助VR/AR寻找出出路。

“AirTag给了大家很多的想象空间,更多的是一种技术的启发和传播上的意义,它告诉我们UWB在更加广泛的消费类领域会有很多应用场景,AirTag只是其中一种应用载体,而类似的应用载体会非常丰富。”张海昆说。

“就我们自己的业务而言,我们的UWB芯片涉及智能驾驶、寻物定位、智能家居、智能耳机、VR/AR、移动支付、室内导航等7大领域。UWB芯片可以增强空间感知,除寻物定位和指向性外,在人车交互、音频、视频、游戏等诸多场所会带来非常丰富的体验。比如说,结合UWB技术带来的位置感知和空间感知,VR/AR眼镜可以实现更为丰富的效果,游戏手柄的位置变化感知也会带来不同的游戏体验。”张海昆补充到。

此次发布会上,苹果暂时还未表示可以将AirTag和AR结合起来寻物,不过依然可以想象,如果将方位和距离等描述直接更换成视觉描述,即可以通过AR直接看到丢失的物品及其位置,那么找到丢失的钥匙或卡片就会更加容易。

AR发展历经艰辛,缺少刚需是其发展推广道路上最大的痛点,AirTag的出现则为AR带来新的应用场景找东西。虽然目前无法估量会有多少用户为其买账,但不失为一次不错的结合与尝试。

可以看到的是,苹果在U1芯片上的布局正一步步推进,先在iPhone手机上装上U1芯片,并声称可以精准确定其他配备有U1芯片的设备,同时可以与支持Car Key的车辆配对,手机与门把手触碰即可打开车门,如今又推出配有U1芯片的AirTag,已经铺开量的U1芯片,有可能成为苹果发展VR/AR的秘密武器。

瀚巍微电子认为,出于对市场规模的衡量,国内手机芯片厂商大概会在当集成UWB功能的手机占整个手机市场规模40%左右的时侯,才会考虑是否设计UWB芯片,国内手机集成UWB功能,接下来三年是关键时期。

不过苹果却是从一开始就自研U1芯片,一方面iPhone就可以支持足够的出货量,另一方面也隐藏苹果对UWB技术更多的想象和信心。

让人期待的是,接下来的苹果又会用U1芯片玩出什么新花样呢?

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