內建光譜儀的新一代智慧型手機幾乎可用於檢測任何物質,預計將為大眾市場帶來一個全新的應用領域。例如,根據手機製造商表示,它可用於檢測牛奶是否過期、飲料中的酒精含量、偽藥、毒物等幾乎無所不包。

其關鍵元件就在於一款微型的近紅外線光譜儀,這是由美商亞德諾(Analog Devices Inc.;ADI)開發、並由以色列Consumer Physics Inc.設計的元件,最後再整合於中國四川長虹電子(Sichuan Changhong Electric Co.)製造的最新H2智慧型手機中。

長虹在2017年國際消費電子展(CES)中首度亮相這款H2智慧型手機,它搭載了6吋大螢幕以及2GHz、8核心的應用處理器,同時也是第一款採用Consumer Physics光譜儀的裝置。預計接下來將可看到其他OEM陸續推出更多這一類感測產品,包括通用電氣(GE)將應用於其新款冰箱系列中。

Consumer Physics的這款手持光譜儀名為‘SCiO’,源於拉丁文的「知道」(to know)之意。

Consumer Physics SCiO手持光譜儀 Embedded content: https://youtu.be/ejl6gGgR9_g Consumer Physics展示其SCiO手持光譜儀,號稱全球首款可讓你一手掌握的分子感測器

「我們目前有超過2,000位開發人員致力於以SCiO打造各種手持裝置,並預計在2017年推出其中多款裝置,」Consumer Physics執行長Dror Sharon表示,「在今年的CES,我們也展示了其中部份產品的原型,包括智慧料理秤能在你用餐前先告訴你即將吃下多少卡路里、智慧水瓶讓你掌握瓶中的水質、果汁的熱量,以及啤酒或調酒中的酒精成份。」

20170106 Spectrometer NT01P1 中國長虹在CES 2017展示H2智慧型手機,搭載6吋螢幕,內建ADI光譜儀元件,並以Consumer Physics隨機預載的App操作(來源:四川長虹)

根據Sharon表示表示,這款三方合作的產品原本只是Kickstarter的一項集資計劃,目標在於為13,000位支持者生產小型的手持原型。不過,Consumer Physics很快地發現,他們的想法也吸引了一些傳統的投資人,使得該公司順利從以Khosla Ventures、Marc Benioff、OurCrowd與Dov Moran募得超過2,000萬美元的創投資金。

看好這將在全球開啟大規模生產的商機,ADI開始協助Consumer Physics進一步縮小這款原型。

20170106 Spectrometer NT01P2 ADI的單封裝光譜儀元件只比1個10 美分的硬幣稍大,且十分纖薄,足以整合至大部份的智慧型手機中(來源:Consumer Physics)

「曾經有許多物聯網(IoT)廠商對此感興趣,但我們最後選擇了ADI,」Sharon表示,「最終開發出的這款模組尺寸約4×8×4mm,適用於目前的現代化手機。」該元件整合於智慧型手機時會使手機背面微微突起,就像iPhone 7等高階智型手機採用的新款雙鏡頭一樣。

為了確定飲料、食物或任何物體的化學成份,使用者只需與其保持約5-10mm(0.5吋)的距離,按下「掃描」手機應用程式(App)上的按鍵即可。該App將會從光譜儀中發送掃描後的「特徵」至雲端,與雲端中預設的龐大光譜儀特徵資料庫進行比對。約經3-4秒後即可經由手機傳回比對結果。

20170106 Spectrometer NT01P3 Consumer Physics打造的App,讓使用者可自行選擇被掃描的常用物件特性,或讓使用者自行建立(來源:Consumer Physics)

但Sharon也強調,「這款手持裝置並不能取代實驗室光譜儀。例如,它的訊號無法穿透物體深處;其方式只能將物件解析成數千個小部份,而非實驗室要求的數百萬或數十億等級,但對於大部份的消費者檢測需求來說已經綽綽有餘了。」

此外,除了按原樣使用雲端資料庫以外,用戶也可以添加自建的唯一特徵。例如,如果使用者發現有兩種特性經常發生混淆——例如藥丸,就可以分別為其建立獨特的分子特性,免於再度混淆。不過,基本資料庫中已經儲存許多常見的藥物特性了,讓消費者幾乎馬上就能檢測到他們在網路上買的廉價成藥是不是偽藥。

除了消費用的智慧型手機,Consumer Physics預期該元件市場將進一步擴大到超越廚房、生物辨識、汽車、環境以及其他尚未想像到的領域以外。例如,GE已經將這款元件整合於其新系列的電冰箱產品了。

20170106 Spectrometer NT01P4 利用Consumer Physics的手機App分析一小塊起司的熱量、脂肪、碳水化合物與蛋白質含量(來源:Consumer Physics)

該公司目前已經擁有2,000多個軟體開發套件(SDK)的執照,能輕鬆地將ADI的光譜儀與Consumer Physics的軟體整合於其它的產品機型與應用中,包括廚具、家用產品、健身設備到兒童玩具等。不過,目前除了Consumer Physics自家的SCiO,尚未看到其他應用出現。

中國長虹則是一家市約150億美元的公司,該公司聲稱目前正積極製造各種OEM子系統,以便整合於其他品牌裝置中。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Smartphone Senses Anything,by R. Colin Johnson)