交互式投影開啟通向物聯(lián)網(wǎng)的窗口

本文作者：Bosch Sensortec GmbH光學微系統(tǒng)營銷總監(jiān) Frank Fischer

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正在對各種工業(yè)進行轉(zhuǎn)型，并實現(xiàn)強大的商業(yè)應用，但這對消費者群體有何影響？

想象一下這樣的世界：更少的電燈開關、按鈕或液晶顯示器；整個世界基于幾十個傳感器和復雜控制系統(tǒng)；智能恒溫器或服務機器人不斷聆聽和響應我們的需求，為我們提供直觀、可靠、無處不在的服務。這就是未來——物聯(lián)網(wǎng)的世界。

這些設備能夠幫助我們掌控周圍環(huán)境，應對日益復雜的現(xiàn)代生活方式。這是一個真正的反直覺概念，即通過更加復雜的技術來簡化生活。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)用戶界面（UI）在確定用戶輸入的類型和數(shù)量，以及從技術設備獲得的反饋的類型、范圍和形式方面發(fā)揮越來越重要的作用。

然而，我們本質(zhì)上是通過一個或多個屏幕觀看世界。例如，幾乎每個人都擁有一個甚至幾個智能手機。當然，在許多情況下，智能手機提供了非常強大的用戶界面，用于訪問物聯(lián)網(wǎng)領域的一小部分活動進程。然而，我們預計在許多情況下，用戶界面將會在我們周圍的真實和有形世界中“隱身”，在被需要的時候就會出現(xiàn)，并在不需要時保持隱藏狀態(tài)。

如果我們的設備可以將虛擬交互對象直接從數(shù)字空間投射到現(xiàn)實世界，這將是一個多么令人振奮的創(chuàng)新！它將通過“混合現(xiàn)實”（Mixed Reality）與“物聯(lián)網(wǎng)”域大大擴展我們的交互范圍！

世界上傳感器、設備和物聯(lián)網(wǎng)應用比比皆是，但我們堅信，我們與技術交互的方式正在經(jīng)歷一場沉默的革命。在即將到來的十年中，我們預見到交互式激光投影將從根本上改變我們現(xiàn)在的用戶界面概念，以及我們與世界展開技術交互的方式。令人興奮的是，交互式投影現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅出現(xiàn)在電影屏幕中，Bosch Sensortec的BML050微型掃描儀已經(jīng)使之成為現(xiàn)實。

圖1：Bosch Sensortec的BML050微型掃描儀可實現(xiàn)交互式投影。（來源：Bosch Sensortec）

使用戶界面更簡單、更靈活，充滿更多樂趣！

比如，像咖啡機這樣的標準消費電器。人們會認為，一臺精心打造的廚房電器很難再實現(xiàn)改進了。然而，消費者總是在尋求新的、時尚的、與眾不同的商品。如果虛擬用戶界面、菜單、圖片和信息可以將咖啡的沖煮過程提升到一個新的水平呢？電器擁有了激光投影虛擬用戶界面之后，外觀可以得到顯著的精簡，按鈕、旋鈕和液晶顯示屏逐漸讓位于這種新穎的、基于軟件的交互形式。消費者喜歡體驗柔和的色彩，以及簡潔、智能和直觀的功能，家電的功能不應僅限于做意式濃縮咖啡或烤面包。家電必須令人印象深刻，必須讓消費者贊不絕口。將可編程的虛擬用戶界面結(jié)合到我們的電器中將會使更為復雜的電器（如洗衣機和微波爐）更加簡便易用，用戶可以靈活地設置為特定任務而設計的專門程序，例如基于內(nèi)置食譜的定時烹飪程序。這開啟了一系列以用戶為中心的功能，并在早期使用者中大有市場。有遠見的制造商非常清楚這一點，BML050微型掃描儀完美滿足了他們的需求。

控制復雜功能有時的確十分復雜。高端全自動咖啡機具有如此多的功能和特點，用戶手冊也許比在上海高峰時間的路況導航更加繁瑣：按鈕、彈出或下拉菜單、滑塊、撥盤、旋鈕、燈、蜂鳴器、收音機調(diào)諧器……我們所需要的難道不就是一杯咖啡嗎？

交互式投影能夠完全摒棄物理輸入/輸出元件，從根本上簡化咖啡機、烤面包機或洗碗機的操作。電器和設備更小巧直觀，產(chǎn)品設計擁有更多的可能性，對消費者的吸引力亦獲得提升。投影產(chǎn)生的用戶界面可以動態(tài)適應和響應特定的用戶任務，僅顯示相關任務的信息。這意味著，復雜可變的內(nèi)容會以簡潔且易于理解的格式直觀呈現(xiàn)出來。咖啡機現(xiàn)在可以將大型、清晰的圖像投射到任何表面，如廚房臺面或桌子上。用戶只需點擊投影按鈕或菜單項來設置他們喜歡的咖啡樣式，例如，淡、普通、濃三種濃度；卡布奇諾、拿鐵、意式濃縮咖啡等種類；小杯、正?；虼蟊?。這一切是如此簡單便捷。此外，系統(tǒng)的直觀輔助功能在用戶與技術的交互進程中持續(xù)伴隨，使日常生活的任務更簡單、更輕松、更有趣。

圖2：簡單便捷：使用交互式用戶界面選擇您最喜愛的咖啡。（來源：Bosch Sensortec）

即使用戶界面在烹飪的時候被阻擋或被弄臟，仍然起作用。您精心擦亮的電器上再也沒有油膩的指紋，再沒有必要親自動手觸摸電器，您的電器將能夠保持干凈。此外，用戶可以在虛擬屏幕上觀看食譜視頻，或使用虛擬鍵盤與朋友聊天。

實踐中的交互式投影

為了現(xiàn)實所有這一切，Bosch Sensortec開發(fā)了BML050微型掃描儀，它擁有兩個MEMS反射鏡，當被整合到一個完整的投影機參考設計中時，可將RGB彩色激光圖像投射到任何一種表面。

除了激光投影，BML050還具備必要的手勢感應功能。通過測量照明對象的光學反饋，系統(tǒng)可以檢測到用戶與投影內(nèi)容之間的任何干擾。由于光學反饋直接由投射光決定，因此不需要投影儀和檢測之間的校準。用戶只需開啟并按下一個虛擬按鈕！

物聯(lián)網(wǎng)的窗口

顯然，我們在這一領域的使命不僅僅是為了革新沖煮咖啡。事實是，基于交互式投影的混合現(xiàn)實將被用于各種設備，只有設計工程師想不到，沒有技術做不到。

此外，由數(shù)十個單獨液晶屏幕和按鈕組成的用戶界面環(huán)境較為復雜，確實為更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應用造成了障礙。消費者根本無法應付安裝在家中的更多屏幕和按鈕。交互式投影提供了一種創(chuàng)造按需界面的方式，提供更大、更清晰、更直觀的控制元件，這些元件在不需要時候會隱藏起來。預期的結(jié)果是，家里不再會堆積更多雜亂的屏幕和控制面板，我們采取“干凈墻壁”的方法，給您帶來一個擁有更少的光開關、按鈕或液晶顯示屏的互聯(lián)世界。

烹飪家電或服務機器人等設備的特點將在于簡潔的設計理念。產(chǎn)品可用性將大大提高，制造商可以不受物理界面的限制，任意為其產(chǎn)品添加更多增值功能。

對消費者來說，與情景相關、菜單導向的用戶界面將帶來顯著的優(yōu)勢。用戶可以扔掉紙質(zhì)的用戶手冊，因為直觀的幫助將會始終通過用戶界面提供指導，必要的時候還包括視頻和圖像。視覺解釋使設備更方便使用，特別是對于不想閱讀使用手冊的用戶，或不知如何開始使用新服務機器人的老年人或兒童大有幫助。交互式投影將對目前正在滲透消費電子市場的語音控制用戶界面進行補充。

此外，投影圖像不僅僅限于用戶界面功能。它將用于播放視頻和投影圖形和文字，例如食譜和YouTube上的烹飪視頻。它還將可以訪問社交媒體或令用戶能夠與鄰居、家人和朋友進行視頻通話。

圖3：老年人使用服務機器人：虛擬用戶界面提供更清晰和更直觀的控制元素。

可穿戴和更多可能性

家電領域的創(chuàng)新故事才剛剛開始。交互式投影還將在可穿戴設備和其他便攜式設備中找到許多細分市場。用戶希望獲得輕巧輕便的設備，同時也需要大屏幕來管理日益復雜的應用程序，解決這個難題過程中，交互式投影將發(fā)揮關鍵作用。BML050微型掃描儀足夠緊湊，可安裝在便攜式智能設備中。

微型掃描儀最有可能在游戲中大量使用，將投影圖像融合到真實物體上。當然，導航程序是一種很自然的搭配，“了如指掌”這個詞在此能夠獲得全新詮釋。

隨著這項技術的進一步發(fā)展，超出我們今天想像的新應用將會出現(xiàn)，并很快成為我們?nèi)粘Ｉ钪欣硭斎坏囊徊糠?。也許在幾年后，市面上可能會推出框架中帶有一個小型交互式MEMS投影機的智能眼鏡。鏡片上的投影圖像可為佩戴者提供信息或增強現(xiàn)實。

緊湊模塊

盡管上述概念仍然在計劃論證中，但是其中所使用的MEMS鏡像技術已超越這一步驟。BML050微型掃描儀體積小巧，功率高，適用于移動和電池供電的設備。通過先進的斑點抑制，以及對MEMS鏡片和激光二極管的精確控制，此設備可提供絕佳的投影質(zhì)量。投影無需聚焦，生動的激光色彩超過人眼可察覺的自然色彩。

這款微型掃描儀是一款完全對準，隨時可用的標準解決方案，其中包括所有MEMS鏡片和控制電路、激光和激光驅(qū)動器以及單個緊湊包裝中的電源管理。有關BML050工作原理的信息可在Bosch Sensortec YouTube頻道查看。

分銷商尚未獲得參考設計。一旦參考設計進入渠道推廣階段，Bosch Sensortec網(wǎng)站將發(fā)布公告。

圖4：裝有BML050微型投影儀的即拆即用型投影機參考設計。（來源：Bosch Sensortec）

結(jié)語

使用Bosch Sensortec BML050微型投影儀，工程師將轉(zhuǎn)變我們在許多產(chǎn)品中創(chuàng)建全新用戶界面的方式。交互式投影將使消費者的日常生活變得更加輕松、更激動人心，并為物聯(lián)網(wǎng)應用清除許多現(xiàn)有障礙。我們十分期待了解設計師將如何對其加以利用，我們已然可以預見一個令人興奮的創(chuàng)新時代！

MEMS傳感器——物聯(lián)網(wǎng)的基礎

作為領先的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）公司，博世為智能家居、智能城市、移動互聯(lián)和互聯(lián)工業(yè)提供創(chuàng)新解決方案。公司利用其在傳感器技術、軟件和服務方面的專長以及自己的物聯(lián)網(wǎng)云為客戶提供一站式互聯(lián)跨域解決方案。博世的戰(zhàn)略目標在于為互聯(lián)生活創(chuàng)造解決方案。

智能MEMS傳感器技術可以讓我們家庭、城市、車輛和工作場所的物品可以感知和互聯(lián)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，越來越多的設備將彼此互聯(lián)，這為MEMS傳感器技術帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，在低成本、小尺寸、低功耗以及整體系統(tǒng)性能之外，MEMS傳感器必須滿足更多需求。

Bosch Sensortec提供廣泛的MEMS傳感器和執(zhí)行器解決方案組合，能夠很好地應對這些挑戰(zhàn)并滿足物聯(lián)網(wǎng)市場的需求。

關于Bosch Sensortec

Bosch Sensortec GmbH是羅伯特·博世有限責任公司（Robert Bosch GmbH）的全資子公司，為智能手機、平板電腦、可穿戴設備及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)并提供定制MEMS（微機電系統(tǒng)）傳感器與解決方案。產(chǎn)品組合包括3軸加速度計、陀螺儀和地磁傳感器、集成6軸和9軸傳感器、環(huán)境傳感器，以及全面的軟件組合。自2005年成立起，Bosch Sensortec已成為上述市場的MEMS技術領先企業(yè)。博世公司自1995年至今一直是MEMS傳感器領域的先鋒與全球市場的領導者，至今所銷售的MEMS傳感器數(shù)量已超過80億。全球每兩部智能手機中便有一部使用Bosch Sensortec的傳感器。