将来のiPhoneに搭載される環境・有毒ガスセンサーがあなたの命を救うかもしれない

Appleは、有毒ガスやその他の環境上の危険を検知し、その存在をユーザーに警告できる小型ガスセンサーをHomeKitデバイスとiPhoneに統合する可能性を検討している。

世界に潜む危険の一つに有毒ガスがあります。これは、場合によっては人々が全く気づかないほど危険なものです。一酸化炭素などの空気中の化学物質は、人間の目には見えず、匂いも感じられませんが、適切なタイミングで対処しなければ死に至る可能性があります。

この種の脅威の問題は、何らかの指標や検出装置が必要になることですが、現在利用可能な解決策には、ユーザーの家を保護できる一酸化炭素センサーなどがあります。

米特許商標庁が火曜日に公開した特許出願の中で、アップルは、スマートホームやIoT製品カテゴリーのデバイス、さらにはiPhoneやApple Watchも含まれる可能性のある「健康モニタリング」分野のデバイスにこうしたセンサーを追加することを提案している。

機器にガス検知器を追加すること自体はまったく目新しいことではないが、特許出願の「化学的に堅牢な小型ガスセンサー」はさらに進んで、精度を維持するセンサーの開発を示唆している。

Appleは、金属酸化物ガスセンサーは小型、低消費電力、半導体製造プロセスとの互換性、そしてシンプルなアーキテクチャといった理由から、消費者向けデバイスへの搭載において「最も有望な技術の一つ」であると述べています。しかしAppleは、湿度、化学的な汚染、そしてセンサー材料の不活性化によってベースライン抵抗と感度の両方にドリフトが生じ、性能に影響を与え、ハードウェアの故障を引き起こし、使用不能になる可能性があると警告しています。

Appleの解決策は、基板上に電極を堆積させたシリコンベースの基板、電極を覆うガス検知層、そして混合ガスの成分を選択的に濾過できる吸着層を作成することです。吸着層は混合ガスを選択的に濾過し、一酸化炭素やメタンなどの対象ガスのみをガス検知層へ通過させます。

センサーの配置を有効に保つには、基板に加熱要素を追加し、定期的に作動させてガス検知層をリフレッシュすることが推奨されます。

提案されたセンサーは、複数の一般的なガスを検出するために使用することができ、ガス検知層は粒状の金属酸化物半導体材料から構成することができます。この層は、標的ガスの濃度を電気抵抗に変換するように構成できます。

吸着層はセンサー層の上に直接配置することも可能ですが、Appleはセンサーを筐体に収納し、吸着層を筐体の外側に配置して開口部を覆うという可能性も提案しています。吸着層は、センサーが検知する対象ガスを開口部からセンサー本体へと透過させる可能性があります。

Appleは、筐体に2組目の加熱要素を追加することでガスの流れを制御できると付け加えています。最初の要素をオンにし、筐体の2番目の要素をオフにすることで、システムは「毒物除去」、つまりセンサー周辺の毒物の拡散を促進する状態になります。加熱要素の状態を反転させることで、「再生動作」が促進されると言われています。

Apple は毎週大量の特許や出願を発行しており、それらは Apple がこれまで注力してきた分野を示していますが、記載されているコンセプトが商用製品やサービスの一部として導入されることを保証するものではありません。

小型で組み込みやすいガスセンサーを開発すれば、家庭内により多くのセンサーを設置できるようになるだけでなく、現在市販されている単一ガス検知器ではなく、複数のガスを同時に検知できるデバイスも実現可能になります。HomeKit対応の安全装置はより普及し、住宅所有者が仕事中や外出中にガス漏れを警告する用途にも活用できるようになるでしょう。

Appleがこれらの機能を「健康モニタリング」デバイスに搭載する方向へ進めば、iPhoneやApple Watchは事実上、ユーザーをほぼ常に持ち歩く個人用ガス検知器となる可能性があります。この携帯性により、日常生活における外出時の安全性が高まります。これは、通常、有毒ガスからの保護という点では、外出時の安全性があまり期待できない状況です。

Appleがユーザーに環境の危険性について警告することを検討したのは今回が初めてではない。2016年12月に出願した「スピーカー筐体センサーを備えた電子機器」という特許出願では、スピーカーの筐体内に環境センサーを追加することを提案していた。これにより、スピーカーを環境からある程度保護しつつ、スピーカーの振動板の自然な空気の流れを利用してサンプルを採取することが可能になる。