無論什麼樣的耳機，都改變不瞭功能單一的事實，就算是4399元的AirPods Max在本質上還是「耳機」。作為一個使用頻率極高、人手至少一對的耳機，有沒有可能變成多功能多應用場景的隨身設備，而不僅僅是聽個響？

據DeepTech報道，來自中國的青年范小然已把這種可能變為現實，他開發瞭一個名為HeadFi的系統，可幫助市面上的普通耳機實現四大「智能」：生理感應、手勢識別、身份驗證、語音通話，而成本僅需約3元人民幣。目前HeadFi技術已有專利且正在招標落地，蘋果微軟以及國內企業都在接洽其團隊。

現年28歲的范小然

耳機就能檢測心率，準確率最高 99.2%

由於戴上耳機後，我們的耳洞會形成封閉空間，這個空間一邊是耳機驅動單元，另一邊是耳膜。此時該封閉空間對於氣壓變化尤其敏感，心跳等能引起耳道血管變形的生理活動，自然會造成封閉空間的壓力。利用這個原理，配備HeadFi系統的耳機就能檢測壓力變化，進而算出心率。

耳機和耳道耦合原理

據瞭解，相關實驗找瞭54位志願者，用瞭54副耳機（含入耳式、頭戴式和半入耳式，價格從3美元到1.5萬美元不等）。實驗結果顯示HeadFi 系統的心率監測準確率在96.8%-99.2%之間，最大錯誤率約為 3%，已達到商用心跳監測系統的最大錯誤率要求（小於 5%）。

耳機工作原理

再普通的耳機，也能利用手勢觸摸控制音頻瞭

用過AirPods的朋友應該很熟悉，可以通過設置為輕點兩下耳機，實現呼叫Siri、播放或暫停、下一首、上一首等功能。但普通耳機要實現上述操作，就顯得沒那麼“酷”瞭。

HeadFi的做法是，直接把耳機單元“當作”一個傳感器，將非智能耳機外殼、轉換為虛擬觸摸板，用來感知觸控刺激，並將其轉換為電信號。

AirPods系列的音頻控制

在HeadFi的實際操作中，輕觸左側耳機外殼，即可暫停或播放；輕觸右側耳機外殼，即可靜音；在左側耳機外殼向上滑動，即可增大音量；在右側耳機外殼向上滑動，極客減小音量。

根據志願者們的實際測試，無論是安靜還是噪聲環境，也不論有無音頻輸入，HeadFi對四種手勢的分類識別準確率最高可達99%，低的在98%左右。

用於身份識別，隱私保護更好

范小然把HeadFi用於身份驗證的設想，同樣很巧妙。其充分利用瞭每個人耳道形狀和大小是獨一無二的特點，而且耳道的阻抗、甚至同一個人的左右耳道的生理結構都不一樣。所以隻要發射掃頻信號，並感知左右耳的回音差值，就能識別不同用戶。

HeadFi 的相關信號

相比人臉識別潛在的隱私問題，HeadFi無需影像就能識別用戶，或將是對現有身份驗證的一種補充。但前提是需要佩戴耳機，一定程度上損失瞭靈活性和便利性。

而在范小然看來，更值得稱道的是HeadFi帶來的語音通話功能，能把普通耳機變成可以打電話的耳機，且在測試中都得到瞭令人滿意的通話質量，部分耳機甚至媲美直接用手機麥克風通話的質量。

其意義不言而喻，據2019年的數據統計，有超過 99% 的消費類耳機沒有配備嵌入式傳感器，43% 以上甚至沒有麥克風。現在隻需要配上HeadFi模塊，不但可以通話，還能帶來一系列的升級功能。

HeadFi 原型

極客君有話說

范小然開發的HeadFi讓普通耳機在聽音頻的基礎上，獲得瞭感知能力，從而實現智能化和多功能。這一切無需改動現有耳機，隻靠一個適配器模塊，連接手機插上耳機直接用。將來優化HeadFi模塊的形態後，或許真就重新定義耳機瞭。