打造智能裝置人機(jī)接口,手勢(shì)操控受矚目

　　市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IHS的最新報(bào)告指出，如果我們以Google Trends來瞭解市場(chǎng)對(duì)“gesture sensing （手勢(shì)感測(cè)）”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(dāng)明顯的搜尋熱度。事實(shí)上，一些具有平臺(tái)制定實(shí)力的大廠，大約從2009年就已經(jīng)開始布局手勢(shì)感測(cè)技術(shù)；歷經(jīng)了數(shù)年的改進(jìn)與時(shí)機(jī)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(yīng)鏈自然地在這段時(shí)間里表現(xiàn)了他們的興趣。

　　“手勢(shì)操控”基本上是以手勢(shì)來做為人機(jī)介面的媒介，與語音、觸控一樣，都可以算是自然人機(jī)介面（natural user interface）的一種。當(dāng)觸控螢?zāi)坏氖褂脹_擊了既有的鍵盤、滑鼠后，手勢(shì)跟語音成為下一個(gè)受到關(guān)注的人機(jī)介面。終極人機(jī)介面可能是基于具有人工智慧的機(jī)器，讓使用者以自然語言交談的方式進(jìn)行，使用者根本無需做任何的學(xué)習(xí)，全憑機(jī)器背后的人工智慧來瞭解使用者。

　　然而，人工智慧不會(huì)在近期幾年就成熟到可以應(yīng)用到日常電子產(chǎn)品的程度；就算是有機(jī)會(huì)，相關(guān)的法律約束、道德問題都必然將引起社會(huì)的激烈討論、甚至對(duì)立。比較接近目前實(shí)際的情況是：在觸控螢?zāi)怀蔀樾乱淮娜藱C(jī)介面之后，我們的電子產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器等裝置，正在不斷地安裝感測(cè)器（sensors），這些感測(cè)器成為人機(jī)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(huì)是這些裝置真正具有“智慧”的關(guān)鍵。

　　IHS表示，手勢(shì)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(jī)Wii開始算起；到了2010年微軟（Microsoft） Kinect誕生時(shí)，該技術(shù)算是達(dá)到了一個(gè)新的里程碑，因?yàn)檫@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(dòng)。從2013年第四季起，主流的家庭游戲機(jī)，包含Microsoft Xbox與Sony PlayStation，都可以支援徒手的手勢(shì)操控；而當(dāng)時(shí)Nintendo Wii U的人機(jī)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(shì)操控本身的成熟度來看，手勢(shì)操控的人機(jī)介面在效能與應(yīng)用上，還未達(dá)到投射式電容在2007年時(shí)一開始就令人驚艷的地步。即使是能夠達(dá)到，使用者行為的改變?nèi)匀恍枰獣r(shí)間，更何況在某些裝置上，手勢(shì)操控可能是一種輔助性的人機(jī)介面，而不是主要的介面。

　　IHS指出，手勢(shì)操控跟觸控螢?zāi)徊皇谴嬖谝环N取代的關(guān)系，這兩個(gè)自然人機(jī)介面會(huì)有各自合適的使用情境。觸控螢?zāi)幌喈?dāng)適合用于手機(jī)與平板電腦，同時(shí)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?zāi)?，所以手?shì)操控就顯得有些多余、或只是輔助性的目的。對(duì)一些使用者無法接觸到螢?zāi)坏难b置來說，手勢(shì)操控就是相當(dāng)合適的人機(jī)介面。

　　舉例來說，智慧電視可以透過具有螢?zāi)坏难b置、或是機(jī)上盒來達(dá)成，但是在這兩者的使用情境下，使用者都需要與螢?zāi)槐３忠欢ǔ潭鹊木嚯x，因此觸控螢?zāi)徊⒉贿m合。相對(duì)而言，除非仍然堅(jiān)持以遙控器的方式最為人機(jī)介面，否則徒手的手勢(shì)操控勢(shì)會(huì)是相當(dāng)合適的方式。

　　手勢(shì)操控對(duì)智慧電視來說是相當(dāng)合適的人機(jī)介面

　　一些新興的沉浸式應(yīng)用，像是擴(kuò)增實(shí)境（augmented reality）、虛擬實(shí)境（virtual reality）等，裝置本身不會(huì)有面積夠大的螢?zāi)环奖悴僮?，因此就其使用情境而言，手?shì)操控會(huì)是相當(dāng)合適的人機(jī)介面。

　　智慧手表其實(shí)也有類似的難題，穿戴式裝置比起行動(dòng)裝置更講究穿戴的舒適性；即使可以作曲面螢?zāi)?，操作情境比起手機(jī)來說還是相當(dāng)?shù)牟环奖?，這時(shí)手勢(shì)操控跟觸控螢?zāi)槐舜碎g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(cè)器，讓使用者可以轉(zhuǎn)動(dòng)手腕的簡(jiǎn)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?zāi)?，或者僅有一個(gè)以指示功能訊息為主的小型螢?zāi)唬思械绞謾C(jī)、機(jī)上盒，透過語音操作外，手勢(shì)操控也會(huì)是合適的人機(jī)介面。

　　例如Apple目前發(fā)表的HomeKit平臺(tái)、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(shí)也收購了PrimeSense、取得了手勢(shì)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(dá)波反射的原理，將整個(gè)手勢(shì)操控的功能縮小到一個(gè)長(zhǎng)寬各小于1公分的單晶片中。

　　手勢(shì)操控的技術(shù)可以有不同的功能范疇，因而影響感應(yīng)器的設(shè)計(jì)。許多手機(jī)已經(jīng)內(nèi)建慣性MEMS感測(cè)器，因此可以利用來做一些簡(jiǎn)單的手勢(shì)操控應(yīng)用，例如：甩動(dòng)手機(jī)來選取上一首或下一首音樂、甩動(dòng)手機(jī)來玩擲骰子游戲、翻動(dòng)手機(jī)以拒絕接聽等等。同樣地，近接感測(cè)器（proximity sensor）也可以用來做手勢(shì)操控。不過，這些都不是手勢(shì)操控感測(cè)器的真正潛力所在，只是因?yàn)楦袦y(cè)器已經(jīng)內(nèi)建、加上應(yīng)用軟件的創(chuàng)意，才有了這些應(yīng)用。

　　具有深度圖（3D depth map）能力的手勢(shì)操控感測(cè)器將有機(jī)會(huì)在未來大放異彩。當(dāng)感測(cè)器能夠建構(gòu)深度圖時(shí)，除了具有手勢(shì)操控能力外，同時(shí)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(cè)技術(shù)原理（structured light），但是延伸的加強(qiáng)與調(diào)整就可以擴(kuò)充到不同的應(yīng)用范疇。

　　RealSense強(qiáng)調(diào)手勢(shì)操控、機(jī)器視覺，甚至虹膜辨識(shí)，Project Tango以特制的電腦視覺晶片來做環(huán)境空間辨識(shí)，而Kinect則是加強(qiáng)了全身骨骼節(jié)點(diǎn)的演算法，讓動(dòng)作便是從手勢(shì)拓展到全身。

　　經(jīng)過數(shù)年的開發(fā)，手勢(shì)操控作為人機(jī)介面，已經(jīng)從研發(fā)、特殊應(yīng)用階段，逐漸往一般使用者可以經(jīng)?？匆姷难b置滲透。手勢(shì)操控并不是要取代觸控螢?zāi)唬且韵嚓P(guān)的感測(cè)器為基礎(chǔ)，讓手勢(shì)可以如同觸控螢?zāi)话悖蔀榱硪粋€(gè)成熟的自然人機(jī)介面。

　　在具備“視覺”能力的感測(cè)器導(dǎo)入后，除了讓裝置具有判斷使用者手勢(shì)的能力外，也將讓裝置更具智慧。IHS表示，我們確實(shí)是在為智慧型裝置打造人機(jī)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。