Appleは2025年5月1日、米国特許庁を通じて、将来のAirPodsに搭載予定の呼吸数測定機能に関する特許出願を公開した。この技術は、インイヤーマイクと外部マイクによるオーディオストリームを活用し、ユーザーの呼吸サイクルを検出する仕組みである。運動や瞑想、休息といった活動状況に応じて、ノイズを分離し正確な呼吸データを抽出する点が特徴だ。

従来の心拍数や体温に加え、呼吸数を新たな健康指標として取り込むことで、Appleは個人の健康管理支援を拡張しようとしている。ただし、これはあくまで特許段階であり、実装されるかは確定していない。また、AIモデルを活用して状況認識を強化する提案も含まれており、今後の製品開発における重要な試金石となる可能性がある。

Appleの新特許が示す呼吸数測定技術の具体的仕組みと背景

Appleは2025年5月1日、米国特許庁を通じて、将来のAirPodsに呼吸数測定機能を導入するための特許出願を公開した。特許文書によれば、この技術はAirPodsのインイヤーマイクと外部マイクから取得されるオーディオストリームを活用し、ユーザーの呼吸サイクル、すなわち吸気と呼気を識別する。

さらに、スマートフォンやスマートウォッチなどのコンパニオンデバイスから提供されるユーザー状態データ（運動中、休息中、瞑想中など）と組み合わせることで、呼吸数を正確に算出する仕組みが提案されている。

Appleはこの特許において、オーディオ信号のブラインドソース分離技術を応用し、ノイズや妨害信号を取り除くことで呼吸に関連するスペクトル特性を抽出できると説明する。特許に名を連ねるのは、応用センシング＆ヘルスのシニアサイエンティストNarimene Lezzoum氏、AI/MLリサーチエンジニアJuri Minxha氏ら、機械学習とマルチモーダル信号の専門家たちである。

この技術の根底には、Appleがこれまで心拍数や体温といったバイタルサインのセンシングに注力してきた歴史がある。ただし特許はあくまで技術的可能性を示したもので、現時点で製品化が確約されているわけではない。

また、特許内で示される機械学習モデルの活用は、実際の環境においてはノイズ条件や装着状況に左右される複雑さを含むと考えられる。Appleがこの技術を採用する場合、ユーザーのプライバシー保護やデータセキュリティの面でも慎重な設計が必要となるだろう。

呼吸数測定を用いた新しい健康管理の可能性とAppleの戦略的意図

Appleが呼吸数測定技術の特許出願を行った背景には、同社のウェアラブルデバイスが健康管理に果たす役割をさらに拡張する意図が見え隠れする。呼吸数は単位時間あたりの呼吸回数として算出され、運動強度やストレス状態の推定、心肺機能の簡易評価に利用される。

今回の特許で注目されるのは、従来の心拍数や体温などのデータと組み合わせることで、より多面的な健康指標をユーザーに提供し得る点だ。これにより、日常の活動や睡眠、運動中の状態を精緻に可視化し、Apple Watchを補完する存在としてAirPodsが新たな位置付けを得る可能性が生じる。

一方、この技術の導入には、実装面での課題も存在すると見られる。例えば、マイクが取得する音声信号は周囲の雑音や装着位置に依存しやすく、正確な呼吸数の計算には高度なアルゴリズムと状況認識が不可欠である。

さらに、ユーザーの健康データをセンシングし活用するにあたり、プライバシー保護とセキュリティ管理はAppleのブランド価値に直結する要素であるため、慎重な配慮が求められる。Appleがこの特許技術を採用した場合、それは単なる新機能ではなく、同社の健康戦略全体における重要な一手となるだろう。

AI活用とマルチモーダルセンシングの応用範囲に関する技術的考察

今回の特許で示された呼吸数検出システムは、単一のセンサーデータではなく、複数のオーディオチャネルおよびコンパニオンデバイスのデータを組み合わせるマルチモーダルセンシングに基づいている点が技術的な特徴といえる。

例えば、ヘッドセット型デバイスやアイウェア型デバイスから得られる外部マイク情報、スマートウォッチが取得する心拍や体温といった情報が統合され、機械学習モデルによって呼吸に関連する信号の特定と強化が行われる。特許文書では、ブラインドソース分離やノイズ低減手法を活用し、環境音や通話、音楽再生中といった複雑な状況下でも呼吸信号を正確に抽出できる設計が示唆されている。

ただし、AIモデルの導入は計算リソースの消費やリアルタイム性の確保という課題を伴う。また、複数のセンシングソースを統合するには、ハードウェア間の連携精度、データの同期、電力消費などの実装的障壁が立ちはだかると考えられる。

Appleが将来的にこれを市場投入する場合、単なる技術導入ではなく、製品価値としてユーザーが実感できるレベルまで練り上げる必要がある。現時点では、特許内容が実装・実用化されるか否かは定かでなく、技術動向を見守る姿勢が求められる。

Source：Patently Apple