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    行業新聞

    打造智能設備人機接口,手勢操控受矚目
    發布時間:2018.11.27  瀏覽次數:

    市場研究機構IHS的最新報告指出,如果我們以Google Trends來瞭解市場對“gesture sensing (手勢感測)”的關注度,可以發現在2013年到2015年之間,該技術名詞有相當明顯的搜尋熱度。事實上,一些具有平臺制定實力的大廠,大約從2009年就已經開始布局手勢感測技術;歷經了數年的改進與時機的等待,約在2013年到2015年之間,一些相關的成果陸續浮現了出來,因此媒體、產業、供應鏈自然地在這段時間里表現了他們的興趣。

    “手勢操控”基本上是以手勢來做為人機接口的媒介,與語音、觸控一樣,都可以算是自然人機介面(natural user interface)的一種。當觸控屏幕的使用沖擊了既有的鍵盤、鼠標后,手勢跟語音成為下一個受到關注的人機接口。終極人機接口可能是基于具有人工智能的機器,讓使用者以自然語言交談的方式進行,使用者根本無需做任何的學習,全憑機器背后的人工智能來了解使用者。

    然而,人工智能不會在近期幾年就成熟到可以應用到日常電子產品的程度;就算是有機會,相關的法律約束、道德問題都必然將引起社會的激烈討論、甚至對立。比較接近目前實際的情況是:在觸控屏幕成為新一代的人機接口之后,我們的電子產品、物聯網、機器等設備,正在不斷地安裝傳感器(sensors),這些傳感器成為人機接口或是巨量資料(大數據)的基礎;而后端的算法、甚至未來發展出來的人工智能,將會是這些設備真正具有“智慧”的關鍵。

    IHS表示,手勢操控受到一般使用者的關注可以從2006年問世的任天堂(Nintendo)游戲機Wii開始算起;到了2010年微軟(Microsoft) Kinect誕生時,該技術算是達到了一個新的里程碑,因為這是第一次使用者可以徒手、不需仰賴任何控制器的方式與設備互動。從2013年第四季起,主流的家庭游戲機,包含Microsoft Xbox與Sony PlayStation,都可以支持徒手的手勢操控;而當時Nintendo Wii U的人機接口相形之下已經顯得過于傳統。

    英特爾(Intel)的RealSense經過連續兩年在CES的展示后,終于在2015年正式安裝到筆記本電腦等設備。不過,從目前手勢操控本身的成熟度來看,手勢操控的人機接口在性能與應用上,還未達到投射式電容在2007年時一開始就令人驚艷的地步。即使是能夠達到,使用者行為的改變仍然需要時間,更何況在某些裝置上,手勢操控可能是一種輔助性的人機接口,而不是主要的接口。

    IHS指出,手勢操控跟觸控屏幕不是存在一種取代的關系,這兩個自然人機接口會有各自合適的使用情境。觸控屏幕相當適合用于手機與平板電腦,同時也是主要而直覺的使用者接口,然而由于使用者已經可以碰觸的到屏幕,所以手勢操控就顯得有些多余、或只是輔助性的目的。對一些使用者無法接觸到屏幕的設備來說,手勢操控就是相當合適的人機接口。

    舉例來說,智能電視可以通過具有屏幕的設備、或是機頂盒來達成,但是在這兩者的使用情境下,使用者都需要與屏幕保持一定程度的距離,因此觸控屏幕并不適合。相對而言,除非仍然堅持以遙控器的方式最為人機接口,否則徒手的手勢操控勢會是相當合適的方式。

    一些新興的沉浸式應用,像是擴增實境(augmented reality)、虛擬實境(virtual reality)等,裝置本身不會有面積夠大的屏幕方便操作,因此就其使用情境而言,手勢操控會是相當合適的人機接口。

    智能手表其實也有類似的難題,可穿戴設備比起移動設備更講究穿戴的舒適性;即使可以作曲面屏幕,操作情境比起手機來說還是相當的不方便,這時手勢操控跟觸控屏幕彼此間就可以搭配、成為相輔相成的角色。Google在2015年為Android Wear發表了Wrist Gestures,正是利用內建的慣性MEMS傳感器,讓使用者可以轉動手腕的簡單方式來操作智能手表。

    再者,未來許多以物聯網為基礎的智能家電(IoT-based home appliances)本身可能根本沒有屏幕,或者僅有一個以指示功能信息為主的小型屏幕,除了集中到手機、機頂盒,通過語音操作外,手勢操控也會是合適的人機接口。

    例如Apple目前發表的HomeKit平臺、搭配iPhone,已經逐漸讓物聯網的智能家電生態體系有更清楚的輪廓,而Apple早在2013年11月時也收購了PrimeSense、取得了手勢操控技術,并且這兩年間仍持續地鞏固其專利。Google在2015年5月發表的Project Soli,更具創意;以雷達波反射的原理,將整個手勢操控的功能縮小到一個長寬各小于1公分的單芯片中。

    手勢操控的技術可以有不同的功能范疇,因而影響傳感器的設計。許多手機已經內建慣性MEMS傳感器,因此可以利用來做一些簡單的手勢操控應用,例如:甩動手機來選取上一首或下一首音樂、甩動手機來玩擲骰子游戲、翻動手機以拒絕接聽等等。同樣地,近接傳感器(proximity sensor)也可以用來做手勢操控。不過,這些都不是手勢操控傳感器的真正潛力所在,只是因為傳感器已經內建、加上應用軟件的創意,才有了這些應用。 
    具有深度圖(3D depth map)能力的手勢操控傳感器將有機會在未來大放異彩。當傳感器能夠建構深度圖時,除了具有手勢操控能力外,同時也可以為裝置帶來“視覺”。例如:Intel的RealSense、第一代的Microsoft Kinect和目前的Project Tango都采用了類似的深度感測技術原理(structured light),但是延伸的加強與調整就可以擴充到不同的應用范疇。

    RealSense強調手勢操控、機器視覺,甚至虹膜辨識,Project Tango以特制的電腦視覺芯片來做環境空間辨識,而Kinect則是加強了全身骨骼節點的算法,讓動作便是從手勢拓展到全身。

    經過數年的開發,手勢操控作為人機接口,已經從研發、特殊應用階段,逐漸往一般使用者可以經?匆姷脑O備滲透。手勢操控并不是要取代觸控屏幕,而是以相關的傳感器為基礎,讓手勢可以如同觸控屏幕般,成為另一個成熟的自然人機接口。

    在具備“視覺”能力的傳感器導入后,除了讓設備具有判斷使用者手勢的能力外,也將讓裝置更具智能。IHS表示,我們確實是在為智能設備打造人機接口,但另一方面,我們也是在賦予“感官知覺”到這些設備上,這也是其智能化的關鍵。

    轉自:http://www.mems.me/Overview_201509/2273.html

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