打造智能裝置人機接口,手勢操控受矚目

　　市場研究機構(gòu)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(guān)注度，可以發(fā)現(xiàn)在2013年到2015年之間，該技術(shù)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(jīng)開始布局手勢感測技術(shù)；歷經(jīng)了數(shù)年的改進與時機的等待，約在2013年到2015年之間，一些相關(guān)的成果陸續(xù)浮現(xiàn)了出來，因此媒體、產(chǎn)業(yè)、供應鏈自然地在這段時間里表現(xiàn)了他們的興趣。

　　“手勢操控”基本上是以手勢來做為人機介面的媒介，與語音、觸控一樣，都可以算是自然人機介面（natural user interface）的一種。當觸控螢幕的使用沖擊了既有的鍵盤、滑鼠后，手勢跟語音成為下一個受到關(guān)注的人機介面。終極人機介面可能是基于具有人工智慧的機器，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慧來瞭解使用者。

　　然而，人工智慧不會在近期幾年就成熟到可以應用到日常電子產(chǎn)品的程度；就算是有機會，相關(guān)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：在觸控螢幕成為新一代的人機介面之后，我們的電子產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)、機器等裝置，正在不斷地安裝感測器（sensors），這些感測器成為人機介面或是巨量資料（大數(shù)據(jù)）的基礎(chǔ)；而后端的演算法、甚至未來發(fā)展出來的人工智慧，將會是這些裝置真正具有“智慧”的關(guān)鍵。

　　IHS表示，手勢操控受到一般使用者的關(guān)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(shù)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裝置互動。從2013年第四季起，主流的家庭游戲機，包含Microsoft Xbox與Sony PlayStaTIon，都可以支援徒手的手勢操控；而當時Nintendo Wii U的人機介面相形之下已經(jīng)顯得過于傳統(tǒng)。

　　英特爾（Intel）的RealSense經(jīng)過連續(xù)兩年在CES的展示后，終于在2015年正式安裝到筆記型電腦等裝置。不過，從目前手勢操控本身的成熟度來看，手勢操控的人機介面在效能與應用上，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?nèi)匀恍枰獣r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介面，而不是主要的介面。

　　IHS指出，手勢操控跟觸控螢幕不是存在一種取代的關(guān)系，這兩個自然人機介面會有各自合適的使用情境。觸控螢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介面，然而由于使用者已經(jīng)可以碰觸的到螢幕，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螢幕的裝置來說，手勢操控就是相當合適的人機介面。

　　舉例來說，智慧電視可以透過具有螢幕的裝置、或是機上盒來達成，但是在這兩者的使用情境下，使用者都需要與螢幕保持一定程度的距離，因此觸控螢幕并不適合。相對而言，除非仍然堅持以遙控器的方式最為人機介面，否則徒手的手勢操控勢會是相當合適的方式。

　　手勢操控對智慧電視來說是相當合適的人機介面

　　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。

　　智慧手表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?shù)牟环奖悖@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(fā)表了Wrist Gestures，正是利用內(nèi)建的慣性MEMS感測器，讓使用者可以轉(zhuǎn)動手腕的簡單方式來操作智能型手表。

　　再者，未來許多以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)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(fā)表的HomeKit平臺、搭配iPhone，已經(jīng)逐漸讓物聯(lián)網(wǎng)的智能家電生態(tài)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(shù)，并且這兩年間仍持續(xù)地鞏固其專利。Google在2015年5月發(fā)表的Project Soli，更具創(chuàng)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公分的單晶片中。

　　手勢操控的技術(shù)可以有不同的功能范疇，因而影響感應器的設計。許多手機已經(jīng)內(nèi)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游戲、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(jīng)內(nèi)建、加上應用軟件的創(chuàng)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(gòu)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(shù)原理（structured light），但是延伸的加強與調(diào)整就可以擴充到不同的應用范疇。

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

　　經(jīng)過數(shù)年的開發(fā)，手勢操控作為人機介面，已經(jīng)從研發(fā)、特殊應用階段，逐漸往一般使用者可以經(jīng)?？匆姷难b置滲透。手勢操控并不是要取代觸控螢幕，而是以相關(guān)的感測器為基礎(chǔ)，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”能力的感測器導入后，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(guān)鍵。