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  • 棋子正喺等待棋盘:AirTag深度解析

    转载:本文来自微信公众号“白熊观察员”(ID:baixiong42),作者:侠盗小猫,转载经授权发布。

    “ AR即将改变世界。本文既系对AirTag深度解析嘅第一篇,也系对下一代AR技术前瞻性深度报告嘅第一篇,敬请期待后续。”

    新一代Apple TV好重要,薄至11mm嘅iMac好重要,M1芯片版iPad Pro也好重要。唔过,苹果呢次发布会选喺‌4月,可谓史无前例,绝唔剩只是为咗发布上面呢啲产品,而是为咗人类数码生活嘅下一个世代铺路:

    苹果宣布:进入一个全新领域,即寻物装置。更出人意料嘅是,呢一领域嘅首份答卷,系一个圆形电子标签,AirTag。

    其实,早喺2019年,苹果已经完成AirTag嘅研发,但是,中间经历‌两年,苹果却一直咬牙忍住,因为时机未到。

    喺面向未来嘅布局上,AirTag是重要嘅一环,因此,佢必须跟随大战略嘅节奏。今日,就系一个开始。

    AirTag系一款直径31mm,最厚处仅8mm嘅小型设备,重量也仅有11g。到3mm嘅体积空间内,苹果以SiP先进封装集成‌主控芯片、UWB(超宽频通讯)模块、蓝牙模块、RF射频模块,并塞入‌实现对应通讯嘅天线。

    AirTag拥有精准查找功能,呢源于AirTag和部分新款iPhone具备嘅超宽频(Ultra-Wide-Band,UWB)通讯能力。

    呢一切,对AirTag而言,是为核心功能服务:连结虚拟同现实,让某一个虚拟应用“走出来”,同现实世界精确位置形成关联。

    通过AirTag,呢一切只使用最小嘅元件,最低嘅功耗。

    苹果最终嘅目的,是构建一个庞大系统。人喺现实世界嘅所处同行动,都同唔同嘅数字虚拟世界对应。虚拟世界同真实世界嘅定位,将精确到厘米级。

    拼完这块拼图,增强现实(Augmented Reality, AR)领域才真正具有可用性。

    棋子正喺等待棋盘:AirTag深度解析

    (这是今年WWDC嘅官方图,AR可能会成为重头戏)

    早喺2017年,苹果就已经为AR技术做出深度布局:噉就是ARkit框架。

    佢可以快速调用iPhone摄像头和传感器,再通过算法,实现真实世界测距,同时,为iOS平台嘅AR app开发加速。自此,苹果每年都喺度升级ARKit框架,就算迄今为止,苹果没有任何一款专门嘅AR设备。

    苹果嘅布局唔可谓唔深。所以,对AirTag进行吐槽,仲要为时过早。家阵时AirTag嘅应用场景,唔过是开胃菜,正餐仲未上。

    AR时代嘅前奏已经响起,新时代嘅大幕正徐徐开启。

    以下为深度报告全文——

    AirTag核心设计理念

    外观上,圆形嘅AirTag好似一枚棋子,一面是圆润嘅白色聚碳酸酯材质外壳,类似于陶瓷手感;一面是精细打磨嘅唔锈钢电池盖,一如往常镭射住苹果标识、关键通讯技术、设计地同产地。

    讲到产品结构,不得不提嘅是苹果“突破性”地将AirTag嘅电池舱设计为可拆卸式,剩系要要按住苹果标识嘅两侧并逆时针滑动约45度,就可以拆下电池盖,更换内置嘅CR2032纽扣电池。官方文档称单枚纽扣电池可支持产品长达1年使用。

    苹果上一款用户可自行更换电池嘅产品,仲要要追溯到2003年嘅PowerBook G4。之所以采用咁“退步”嘅电池设计,归根结底是设计无比紧凑嘅AirTag内部空间难以容纳线圈结构,以及无线充电将对设备安全和电池健康进一步构成挑战。

    棋子正喺等待棋盘:AirTag深度解析

    毕竟,AirTag系一款直径31mm,最厚处仅8mm嘅小型设备,重量也仅有11g。也难怪,寻物标签嘅使用场景就是和容易丢失嘅物品系喺一齐,体积自然越小越好。通过下图和硬币嘅对比,可以直观感受佢嘅实际尺寸。

    喺排除电池盖板、外壳以及CR2032后深度唔到3mm嘅体积空间内,苹果以SiP先进封装集成‌主控芯片、UWB(超宽频通讯)模块、蓝牙模块、RF射频模块,并塞入‌实现对应通讯嘅天线。下图来自日本用户Haruki嘅初步拆解,环形嘅黑色主板背面应为SiP封装,中央部分是声学线圈马达和音腔。

    合乎情理但也值得一提,电池容量和体积咁有限嘅AirTag,相比市面好多同类产品,并唔具有连接GPS或蜂窝网络嘅相关元件同功能。

    核心技术指标:蓝牙、超宽频同精准查找

    作为寻物标签,AirTag嘅工作是帮助主人通过揾到佢自己,同时揾翻连系喺一齐嘅丢失物品。首次使用之前,需要使用一台系统版本喺iOS 14.5或以上嘅iPhone完成设备添加。经过呢个过程,AirTag会绑定到某个苹果账号。

    添加AirTag嘅界面非常苹果味,和AirPods、Apple Watch以及HomePod嘅添加界面类似。将iPhone靠近未绑定任何账号嘅AirTag,即可自动弹出相关界面。

    添加完成后,当用户身处同AirTag最大唔超过30m嘅物理距离内,iPhone可以通过蓝牙同AirTag连接,并控制其发出响声。AirTag可以发出从柔和到嘹亮、同棋子体积唔太相符嘅清晰声音,帮助主人揾到佢。

    iPhone 11及后续嘅机型喺距离AirTag较近(一般10m以内)嘅位置,会自动进入精准查找界面。喺精准查找功能下,iPhone可以直接显示到AirTag直线距离,以及一直辅助用户寻找嘅方向箭头。

    精准查找功能归功于AirTag和部分新款iPhone具备嘅超宽频(Ultra-Wide-Band,UWB)通讯能力。UWB原被应用于工业场景,因其通讯基于发射耗时极短嘅窄脉冲,十分适合通过到达时间差算法(TDOA)计算出通讯距离,实际误差可控制喺厘米级范围。

    苹果喺iPhone 11上加入U1芯片和相应天线设计,为iPhone加入UWB通讯能力,喺此之后,苹果陆续为HomePod和Apple Watch产品线嘅主流新产品加入UWB支持。

    综上,当用户身喺AirTag附近,iPhone会使用蓝牙和UWB通讯协议,准确发现AirTag嘅位置。有趣嘅是,如果AirTag被带到距离用户非常遥远嘅地方,呢款产品依然支持向用户发送GPS定位。

    如前文所说,AirTag本身无办法使用GPS或蜂窝网络数据。当佢被遗落或带离用户时,生成定位嘅奥秘是佢背后嘅苹果Find My蓝牙网络。

    早喺两年前嘅WWDC开发者大会,苹果就公布‌Find My蓝牙寻物网络,初期用于定位Wi-Fi或蜂窝数据离线嘅iOS设备、Mac以及Apple Watch。

    Find My目前系一个拥有数以亿计节点嘅庞大寻物网络,所有开启Find My功能嘅苹果产品都系呢一网络嘅节点。佢们会喺日常运行度,以极低嘅功耗同附近第啲苹果产品通过蓝牙交换信息。喺呢个过程度,连接网络嘅设备会将家阵时定位和丢失设备嘅信息一并上报,最终呈现畀失主。

    棋子正喺等待棋盘:AirTag深度解析

    一个具体嘅例子,假如一枚AirTag被用户遗落喺路边,首先佢会因为和用户iPhone连接长期中断,进入丢失模式。然后,所有经过同一条路嘅iPhone用户,都会系失主寻回佢提供帮助——附近嘅iPhone会搜索到AirTag嘅蓝牙广播,广播中嘅信息会和定位一并上报畀苹果。随后失主可以喺Find My app中查询到AirTag嘅大致位置。

    因此,虽然本身唔具有GPS定位同联网能力,AirTag依然可以喺Find My嘅帮助网络下为用户带来远距离定位。需要注意,受限于Find My嘅工作原理,通过佢远距离定位AirTag时,定位嘅精确性同即时性无办法同具备GPS或网络能力嘅寻物标签相提并论。哩个都系苹果唔建议使用AirTag保护宠物或儿童嘅原因。

    安全性解读:隐私同防盗

    作为AirTag远距离定位嘅基础,Find My网络喺设计之初就充分考虑到安全因素。苹果设备发送嘅用于Find My网络嘅蓝牙广播,其中关键信息唔仅经过加密,而且加密方法引入时间因素,加密结果定期改变。第三方无办法基于相同嘅广播信息跨地域跟踪用户;仅有失主能通过失物所属嘅苹果账号,从Find My中请求其定位。

    就连Find My网络中上报定位嘅流程也通过加密机制做到‌完全匿名。喺唔知唔觉间帮助失主上报定位嘅用户,唔用担心定位信息被以任何方式和自己发生关联。呢啲定位能仅能帮助确认失物嘅位置,唔会牵涉到任何第啲用户嘅活动轨迹。

    Find My网络获得定位嘅途径、AirTag和其佢iPhone嘅通讯,都受到加密机制嘅保护。但是,和第啲所有寻物标签一样,作为基本功能嘅远距离定位,仍有可能被用户滥用。比如装进某个旅行箱,跟踪旅行箱嘅主人;又或者塞入车辆后座,获取经停嘅信息。一个普通人,唔是AirTag嘅主人,或者甚至唔是iPhone用户,需唔需要担心呢类事发生喺自己身上?

    答案是,基本无需担忧。

    AirTag喺长时间走主人嘅状态下,本身会唔时发出提示音告知周围;iPhone喺短时间内连续扫描到陌生嘅AirTag,也会发出报警,此时获得报警嘅用户可以主动控制该AirTag发出声音,借此将其找出。

    更重要嘅是,轻点AirTag白色正面,可触发相关嘅RF标签。任何带有NFC嘅手机读取此标签后都会获得一个网页url,iPhone还会自动跳转到url指向嘅苹果官网支持页面。url指向嘅页面将显示该AirTag序列号,如下图所示。执法机构可以由此从苹果询得对应嘅绑定账号,快速完成取证。

    棋子正喺等待棋盘:AirTag深度解析

    恶意使用者将对此功能投鼠忌器。

    如果AirTag同其相系嘅物品一同被丢失喺人迹罕至地方,失主除咗主动搜寻和等待Find My网络嘅新消息,仲有别嘅事可做吗?有嘅。失主可以将该AirTag标记为丢失(注意这和AirTag进入丢失模式没有直接关系),然后对Find My网络提交一啲遗失信息,如自己嘅联系方式。呢啲信息会出而家上图嘅页面上,告知拾得者。失主设置嘅遗失信息仅单次有效,内容完全由自己决定。

    重要细节:买四个套装仲有优惠

    苹果一向喺价格上将控甚严,但对AirTag却,彰显出‌佢独特嘅价值。

    首先是价格。苹果畀予‌AirTag非常唔苹果嘅229元单件低价,以及史无前例(又一个史无前例)嘅四件套装优惠,要知道边怕是Apple Pencil笔尖咁样嘅消耗品都唔曾获得套装优惠。

    然后是产品线待遇。AirTag被定位为iPhone配件,但毫无疑问获得‌远远超越配件嘅产品待遇,比如苹果亲自为其设计‌一打精美嘅皮质和塑料扣带,并早早开放出尺寸参数和指导文档畀三方制造商,令其开发“配件嘅配件”。

    唔仅咁,苹果甚至和Hermès官方合作‌AirTag带Hermès皮革款钥匙扣和行李牌等,呢喺之前是被iPhone和Apple Watch独占嘅殊遇。因为唔俗嘅外观和盛惠2199起嘅“低廉”价格,呢一线三件产品被称作买Hermès送AirTag嘅超大优惠,甚至被数码爱好者调侃为适合年轻人购入嘅第一件Hermès。

    为AR时代铺路嘅先行者?

    喺AirTag背后,是苹果嘅次世代棋盘。

    苹果开发AirTag,有好深嘅战略部署。事实上,呢系一款本应喺三年前面世嘅产品。无论是网络流传嘅初版包装图片,仲要是提交到美国联邦通讯委员会(FCC)嘅产品认证审批记录,都清晰显示出苹果最初嘅计划系喺2019年发布这款产品。 

    棋子正喺等待棋盘:AirTag深度解析

    事实上,AirTag嘅开发几经波折,量产数度延迟,至少两次喺苹果发布会嘅最后准备阶段被取消亮相。2019年嘅秋季发布会同2020年嘅10月发布会都系咁样嘅例子。外界无从得知面世唔断递延嘅准确原因,一般猜测是出于进一步优化通讯和功能考虑。

    发布之前经历‌锲而唔舍嘅迭代,加上异常丰富嘅首发配件阵容,苹果畀予AirTag嘅待遇远远超越寻物标签呢一小众品类本来嘅影响力。按照苹果嘅一贯做法,AirTag应该仅系一个开端。佢之所以获得潜心投入,是有伏笔要为未来嘅产品预埋。

    乔布斯曾喺2007年1月嘅发布会上,首先将初代iPhone介绍为三款产品:一款支持多点触控嘅iPod,一支电话,一台网络浏览器。采用同样嘅睇法,则AirTag本身也融合‌三个产品,一台蓝牙热点设备,一枚RF标签,和一款UWB通讯器。只因为融合后嘅产品体积过于微小,好容易让人忽略佢本身是三个截然唔同嘅产品呢一事实。

    关于蓝牙和UWB,喺2019年苹果公布‌Find My网络;同一年,支持UWB通讯嘅iPhone 11发布。关于射频标签嘅故事发生喺8个月后,2020年嘅WWDC宣布为iOS增加名为App Clips嘅功能。App Clips能让设备喺拍摄到特定二维码或轻触射频标签后,自动从App Store中下载并打开某个应用嘅减量“切片”,效果如下图。

    可以睇出,App Clips嘅存喺,让用户能喺特定环境迅速开启某个应用,使用其中适用嘅关键功能。

    考虑AppClips嘅设计,可以帮助我哋更清晰地理解AirTag嘅产品思路。寻物标签是结合AirTag 蓝牙功能和UWB实现嘅功能,但AirTag可支持嘅功能场景远远唔止于此。Find MY基于蓝牙,可以呈现AirTag喺现实世界嘅初步定位;UWB提供精细嘅近距离定位,适合小范围或室内定位;射频部分可以触发应用,开启唔同嘅内容。

    咁样嘅产品设计,以最小嘅元件及功耗代价,完成‌现实世界精确位置同应用功能嘅关联。佢能帮助一个庞大系统,将人喺现实世界嘅所处同行动对应到唔同嘅数字虚拟世界中。呢啲数字虚拟世界中嘅内容,也将同精确到厘米嘅真实世界定位,发生紧密关联。这是增强现实(Augmented Reality, AR)领域非常需要嘅一块拼图。早喺2017年,苹果就推出能快速调用iPhone摄像头和传感器,通过算法实现真实世界测距嘅ARKit框架,为iOS平台嘅AR app开发加速。喺之后嘅每一年,苹果都为ARKit框架提供升级和增强,迄今为止没有推出任何一款专门嘅AR设备。但这绝唔代表未来唔会。

    依然是2019年,iOS 13发布之前,有开发者喺底层代码中揾到‌苹果AR设备嘅UI框架,Starboard。当时唔少人相信,Starboard将脱胎于iOS,用于传言中苹果开发多年嘅AR头戴设备。这款设备自带两个8K镜片,支持802.11ay嘅高速传输,并使用5nm制程嘅苹果自研芯片。此芯片嘅前序或者已经到来,因为2020年末苹果推出用于ARM Mac嘅M系列芯片,内部代号正系Star。

    那或者就是AirTag正喺等待嘅棋盘。

    cantonese.live 足跡 粵字翻譯

    2021-05-03 11:35:10

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