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感測器/MEMS  

打造智慧裝置人機介面 手勢操控受矚目

上網時間: 2015年09月10日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:手勢操控  人機介面  智慧電視  智慧手錶  感測器 

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螢幕方便操作,因此就其使用情境而言,手勢操控會是相當合適的人機介面。

智慧手錶其實也有類似的難題,穿戴式裝置比起行動裝置更講究穿戴的舒適性;即使可以作曲面螢幕,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螢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感測器,讓使用者可以轉動手腕的簡單方式來操作智能型手錶。

再者,未來許多以物聯網為基礎的智慧家電(IoT-based home appliances)本身可能根本沒有螢幕,或者僅有一個以指示功能訊息為主的小型螢幕,除了集中到手機、機上盒,透過語音操作外,手勢操控也會是合適的人機介面。

例如Apple目前發表的HomeKit平台、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,並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於1公分的單晶片中。

 Google的Project Soli以雷達波反射的原理將手勢操控功能縮小到長寬各小於1公分的單晶片中
Google的Project Soli以雷達波反射的原理將手勢操控功能縮小到長寬各小於1公分的單晶片中

手勢操控的技術可以有不同的功能範疇,因而影響感應器的設計。許多手機已經內建慣性MEMS感測器,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遊戲、翻動手機以拒絕接聽等等。同樣地,近接感測器(proximity sensor)也可以用來做手勢操控。不過,這些都不是手勢操控感測器的真正潛力所在,只是因為感測器已經內建、加上應用軟件的創意,才有了這些應用。

具有深度圖(3D depth map)能力的手勢操控感測器將有機會在未來大放異彩。當感測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都採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範疇。

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

經過數年的開發,手勢操控作為人機介面,已經從研發、特殊應用階段,逐漸往一般使用者可以經常看見的裝置滲透。手勢操控並不是要取代觸控螢幕,而是以相關的感測器為基礎,讓手勢可以如同觸控螢幕般,成為另一個成熟的自然人機介面。

在具備「視覺」能力的感測器導入後,除了讓裝置具有判斷使用者手勢的能力外,也將讓裝置更具智慧。IHS表示,我們確實是在為智慧型裝置打造人機介面,但另一方面,我們也是在賦予「感官知覺」到這些裝置上,這也是其智慧化的關鍵。


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