物体、工具和活动：Sentio 是如何构建的

大多数测量应用都只是一个带有屏幕的单一仪器：声级计、指南针或照度计。你打开它，读取一个数字，然后关闭它。应用关闭的那一刻，数字也就消失了。

Sentio 的构建思路则完全相反。它假设数字是值得保留的，它属于你生活中的某个东西，而且它的意义通常来自于对比，而非读数本身。基于这一假设，我们提出了三个概念 — 工具、物体和活动 — 一旦你理解了这三者，整个应用就迎刃而解了。

工具：测量的基本单元

工具是指利用你口袋里的硬件向物理世界提问的一种方式。轻敲水果并记录衰减余音。举起相机读取墙壁的颜色。用手电筒照射物体表面并测量反射回来的光量。通过扬声器播放一段扫频，然后倾听房间对其产生的反应。

目前共有二十六个工具，分为四个类别，它们对你周围环境的要求也逐步提高：

• 单传感器工具。手机只听或只看。麦克风测得的声频谱、相机测得的光照读数，或者加速度计测得的振动特征。对房间的其他状况没有任何额外要求。
• 复合工具。将两个传感器结合起来得到一个读数——手电筒照亮表面，同时相机测量反射回来的光。反射率和半透明度的测量正是基于这一原理。
• 主动工具。手机不再只是观察，而是开始激励：振动马达激励物体，而加速度计和麦克风记录其反应。手机既是锤子，又是耳朵。
• 基准对比工具。将两次采集的数据进行对比——穿过墙壁的声音与房间内的同一声音相比，穿过玻璃的光线与无遮挡的同一光线相比。这需要有东西来充当光源或声源：任何扬声器、屏幕、灯具，或者第二部手机。

最后这项要求是每个工具的核心属性，而不是说明书里的一行脚注，因此“工具”标签页可以据此进行筛选：要么显示我当下仅凭这部手机独自能做的事，要么显示所有内容（因为我桌上刚好有第二部手机）。

具体案例：这个台面是实心的吗？

你身处商店，面前是一个号称石材的台面。打开材料敲击测试，将手机保持在距离表面约一掌宽的位置，用指关节用力敲击三次。每次敲击大约只需 50 ms 就能完成信息释放。应用会定位每次敲击的起始点，分离出衰减尾音，并报告两个数值：主导共振频率以及余音衰减的速度。

实心石材共振音高且消逝慢。刨花板贴面共振音低且消逝快。空心石膏板则几乎没有共鸣。你与其说是在屏幕上读取一个结论，不如说是在对比眼前这个台面与隔壁三个通道外的另一个台面之间的差异——这只需再花 20 秒，而正是这种对比才真正锁定了答案。

第二个例子：冰箱的情况在变糟吗？

你的冰箱开始发出噪音。打开声频谱工具，将手机放在距离压缩机约一英尺远的地方，录制 5 秒。你将获得它的频率指纹：能量分布在何处、哪些谐波最为显著，以及波峰相对于底噪有多响。

单看这个数据，它只是一张图谱，而非诊断。它的价值在于，你下个月可以在相同位置录制同样的 5 秒，并将这两次的数据重叠对比。如果 8 月份还没出现，现在却在压缩机运转频率的三倍处出现了一个新的波峰，这才是关于你冰箱的真实发现。而一个分贝绝对值并不能说明什么。

物体：测量针对的是什么

这就是让冰箱例子成为可能的部分，也是大多数测量应用都忽略的概念。

Sentio 维护着一个你所测事物的目录，采用四级嵌套结构：一个类别（电器）包含一个物体（厨房冰箱），物体包含一个场景（即使用场景，例如 "压缩机噪音，左前，30 cm"），场景中则保存着测量本身。场景会关联其默认工具，因此一个月后想要重复读取数据只需轻点一下，便能完全复现当时的设置，而非仅凭感觉的大致模拟。

你无需预先进行任何归类。采集的数据可以不指定归属直接保存，稍后再关联到某个物体。在商店里通常就是这样：先测量，事后再确定是什么。

每次测量事后还可以添加真实值标签。你周二敲了西瓜，周六切开它；标签会打在周二的测量数据上，从而将一段记录转化为在真实手机上来自真实水果的训练样本。这个闭环是刻意设计的：分类器正是因为人们使用了工具才变得更好，而不是在那之前。

活动：多个工具，同一任务

有些问题无法通过单次测量来解答。“我卧室的墙够不够厚，能不能隔绝邻居的电视声？”这需要进行基准采集和穿透采集。“我需要检查听力吗？”这需要按正确顺序播放一系列音量受控的音调，并将结果汇总在一起。“这是什么材料？”三次敲击结果一致，显然比单次敲击得出自信结论更令人信服。

活动是一套引导式流程，它将多个工具串联起来以完成一项任务。它会带你走过各个步骤，告知每次采集前需满足的条件，而且——这是值得坚持的一点——当采集的数据彼此冲突时，它会拒绝给出答案。一个敷衍了事、只对矛盾数据取平均值的活动，比没有活动更糟糕，因为它把不确定性粉饰成了一个看似笃定的数字。

活动会话在设计上是临时性的。你运行活动、得到答案，在按下“保存到物体”之前，目录中不会写入任何内容。一旦保存，它就会写入普通的测量数据，并归档在普通的物体下，与你手动录入的数据别无二致。并不存在第二种并行的、另类的数据类型。

目前共有四个活动。之前曾有七个：其中三个到头来只是用单个传感器进行两次采集的方案，而一个没有串联任何内容的流程不过是换了装的工具，因此它们被归为了工具。这些概念都必须证明自己的存在价值。

一个平台，而非固定的仪器

在撰写本博文期间，本节第二段中的工具数量已经改过三次了，而这恰恰说明了问题。

一次测量会被存储为一个工具标识符以及一个不透明的特征负载。添加一个新工具意味着在注册表中添加一个条目，并添加填充该负载的分析程序——它绝不会改变测量的存储方式，绝不是一次迁移，也绝不是您现有的历史记录变得无法读取的理由。这是一项深思熟虑的架构抉择，也正是它让“传感器列表不断增加”成为一个承诺，而非营销口号。

因此，对这款应用坦诚的描述并不是“一个下载包里装了照度计和声级计”。它是一个利用您已有的传感器来测量物理数值的平台，可以针对它们所描述的物体进行关联存储，并观察它们随时间推移的变化。新工具不断涌现；您去年记录的冰箱数据依然能与今年的数据并排对比。仪器在不断改进，而历史记录完好无损。

而且这一切都在设备上运行。分析过程耗时不到一秒，网络是可选的，除非您登录并点击同步，否则任何数据都不会离开手机。一个在地下室、仓库或野外就会停止工作的测量平台，是无法测量您实际生活的世界的。

从何处开始

如果您想了解传感器能做什么和不能做什么，请阅读手机究竟能测量什么，然后阅读与专业仪器的坦诚对比。如果您只想尝试一下，网页版应用无需账号，即可在您的浏览器中记录真实的声频谱——只需将其对准发出嗡嗡声的物体即可。