AppleはiPhoneに内蔵する有毒ガスセンサーの開発を継続しており、その最新の発明は毒素を検知するために使用する消耗品を調整し、その寿命を延ばす方法だ。
米国特許商標庁が木曜日に公開した特許出願において、Appleは有毒ガスセンサーに関する開発の詳細を明らかにしました。デバイスにガス検知器を搭載すること自体は全く新しいものではありませんが、「複数の同一位置に配置されたガスセンサーを用いたガスセンサーのベースライン補正」と題されたこの最新の特許出願は、Appleが微小なセンサーの精度を維持する方法についてさらに深く掘り下げています。
金属酸化物ガスセンサーは非常に小型で、消費電力も非常に低く、製造も容易です。しかし、時間の経過とともに精度が低下したり、毒素への微量な曝露を繰り返しただけで動作しなくなったりすることがあります。
Apple は、基板上に電極を配置した多層シリコンベースのセンサーに関する当初の取り組みを超えて、「ホットプレート」または加熱要素を使用してガス感知層を更新する計画を改良しました。
提案されているように、Appleの粒状金属酸化物半導体材料センサーは、複数の一般的なガスを検知するために使用できます。プレートの抵抗が増加すると、iPhoneのソフトウェアが対象のガス濃度を計算し、ユーザーに警告をポップアップ表示します。
最新版では、加熱素子とセンサーをペアにして比較する方法が詳細に説明されています。時間の経過とともに、2つのセンサーの結果を比較することで、組み合わせたシステムは、露出や使用によるドリフトを数学的に補正できます。さらに、加熱プロセスを適切に適用すれば、ドリフトを補正するだけでなく、センサープレートを効果的に洗浄することもできます。
Appleはまた、センサーを筐体に収め、筐体の内側に複数の吸着層を設ける可能性も提案している。この複数の吸着層は、対象となるガスを選択的に通過させ、異なる層がそれぞれ異なる環境毒素を感知する役割を担う。
加熱要素と複数のガス検知領域の簡略図
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。
この再生動作がなければ、センサーパッドは効果を維持するために、曝露量に応じた頻度で交換する必要があります。加熱要素の導入により、この交換サイクルは、システムを導入していないほとんどのユーザーにとっておそらく数か月かかるところ、数年にまで延びる可能性があります。
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、一般的な煙検知器や一酸化炭素センサーのように家庭に設置するだけでなく、持ち運びも可能になります。さらに、センサー基板のレイヤーケーキ設計により、現在市販されている単一ガス検知器ではなく、1つの素子で複数のガスを検知できるようになります。
その結果、HomeKit対応の安全装置がより普及する可能性があります。HomeKit技術と連携したセンサーは、住宅所有者が仕事中や外出中にガス漏れなどの危険な状況を警告するために活用される可能性があります。
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。
