不想在家安攝像頭，但還想要智能家居？谷歌：我們?nèi)紦Q成雷達(dá)

看攝像頭太緊張？谷歌：我們?nèi)紦Q成雷達(dá)。

看電視的時(shí)候突然想上廁所，這時(shí)候一般人要么用遙控器按一下暫停，要么先不管電視，回頭再把視頻倒回去。
但無(wú)論哪一種方法，我們都需要手動(dòng)操作一下。如果當(dāng)時(shí)手上恰好沾了水果汁或面粉，即使只是用遙控器按一下暫停也會(huì)讓人覺(jué)得很麻煩。
如何實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的智能化呢？谷歌的先進(jìn)科技與計(jì)劃部門(mén)（Advanced Technology and Projects，簡(jiǎn)稱(chēng) ATAP）最近想了一個(gè)好辦法：用雷達(dá)來(lái)理解我們的需求和意圖，然后做出對(duì)應(yīng)的反應(yīng)。也就是說(shuō)，它可以在你起身離開(kāi)時(shí)幫你暫停視頻，然后在你回來(lái)后再自動(dòng)播放。

為什么要用雷達(dá)呢？因?yàn)槊刻毂粩z像頭盯著的日子實(shí)在令人不安。
這不是我們第一次看到谷歌使用雷達(dá)為其設(shè)備提供空間感知。2015 年，谷歌推出了 Soli，這是一款可以利用雷達(dá)的電磁波來(lái)捕捉精確手勢(shì)和動(dòng)作的傳感器。這一功能最早出現(xiàn)在谷歌 Pixel 4 上，它能夠檢測(cè)簡(jiǎn)單的手勢(shì)，這樣用戶(hù)就可以在不接觸智能手機(jī)的情況下讓鬧鐘停止或暫停音樂(lè)。

最近，第二代 Nest Hub 智能顯示屏中嵌入了雷達(dá)傳感器，以檢測(cè)睡在它旁邊的人的動(dòng)作和呼吸模式。該設(shè)備的好處在于，它不需要人佩戴智能手環(huán)就能跟蹤人的睡眠情況。

同樣的 Soli 傳感器也被用于新一輪的研究中，但 ATAP 這次并沒(méi)有使用傳感器輸入直接控制計(jì)算機(jī)，而是使用傳感器數(shù)據(jù)使計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別我們的日?；顒?dòng)，并做出新的選擇。
「我們相信，隨著科技越來(lái)越多地出現(xiàn)在我們的生活中，開(kāi)始要求科技從我們身上提取更多的線索是非常合理的，」ATAP 設(shè)計(jì)主管 Leonardo Giust 說(shuō)。像你媽媽在你出門(mén)前提醒你拿把傘一樣，也許你的恒溫調(diào)節(jié)器可以在你走過(guò)并瞥一眼時(shí)傳遞同樣的信息?；蛘撸绻愕碾娨暀z測(cè)到你在沙發(fā)上睡著了，它可以調(diào)低音量。

如何充分利用雷達(dá)？

Giusti 說(shuō)，大部分研究都是基于空間關(guān)系學(xué)（proxemics，即人們?nèi)绾芜\(yùn)用空間進(jìn)行交流）的。也就是說(shuō)，當(dāng)你與另一個(gè)人的距離越來(lái)越近，意味你期望增加參與度和親密感。ATAP 團(tuán)隊(duì)使用這一點(diǎn)和其他社交線索來(lái)確定人和設(shè)備擁有自己的個(gè)人空間概念。 
雷達(dá)可以檢測(cè)到人靠近計(jì)算機(jī)并進(jìn)入其個(gè)人空間，這可能意味著計(jì)算機(jī)可以選擇執(zhí)行某些操作，例如無(wú)需按下按鈕即可啟動(dòng)屏幕。這種交互已經(jīng)存在于當(dāng)前的 Google Nest 智能顯示器中，但它是使用超聲波而不是雷達(dá)來(lái)測(cè)量人與設(shè)備的距離。當(dāng) Nest Hub 注意到你正在靠近時(shí)，它會(huì)突出顯示當(dāng)前提醒、日歷事件或其他重要通知。 
僅僅接近是不夠的，如果你最后只是經(jīng)過(guò)了機(jī)器并朝不同的方向看，怎么辦？為了解決這個(gè)問(wèn)題，Soli 可以捕捉運(yùn)動(dòng)和手勢(shì)的更細(xì)微之處，例如身體方向、可能正在走的路徑以及頭部朝向，然后在機(jī)器學(xué)習(xí)算法的幫助下進(jìn)一步細(xì)化數(shù)據(jù)。所有這些豐富的雷達(dá)信息有助于它更好地猜測(cè)你是否確實(shí)要開(kāi)始與設(shè)備進(jìn)行交互，以及參與的類(lèi)型可能是什么。 
這種改進(jìn)后的感知來(lái)源于新冠疫情期間，團(tuán)隊(duì)在各自家里的客廳進(jìn)行了一系列精心設(shè)計(jì)的任務(wù)，包括頭戴攝像頭跟蹤他們的動(dòng)作和實(shí)時(shí)雷達(dá)感應(yīng)。
「我們能夠以不同的方式移動(dòng)，我們對(duì)該動(dòng)作進(jìn)行不同的變化，鑒于這是正在使用的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，我們能夠在某種意義上以我們的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行即興創(chuàng)作。」ATAP 的高級(jí)交互設(shè)計(jì)師 Lauren Bedal 說(shuō)。
擁有舞蹈背景的 Bedal 說(shuō)，這個(gè)過(guò)程非常類(lèi)似于編舞者采用基本的動(dòng)作理念（稱(chēng)為動(dòng)作主題）并探索其變化，例如舞者如何改變重心或改變身體姿勢(shì)和方向。從這些研究中，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一組動(dòng)作，這些動(dòng)作都受到非語(yǔ)言交流以及我們?nèi)绾巫匀坏嘏c設(shè)備交互的啟發(fā)：接近或離開(kāi)、經(jīng)過(guò)、轉(zhuǎn)向或遠(yuǎn)離以及掃視。
Bedal 列舉了一些計(jì)算機(jī)對(duì)這些動(dòng)作做出反應(yīng)的例子：如果設(shè)備感應(yīng)到你靠近，它可以拉起觸摸控件；靠近設(shè)備，它可以突出顯示傳入的電子郵件；離開(kāi)房間，電視可以在你離開(kāi)的地方添加書(shū)簽，并在你回來(lái)時(shí)從該位置恢復(fù)。
如果設(shè)備確定你只是路過(guò)，它不會(huì)以低優(yōu)先級(jí)通知打擾你；如果你在廚房里按照視頻食譜進(jìn)行操作，設(shè)備可以在你離開(kāi)抓取食材時(shí)暫停，并在你退后并表達(dá)重新參與的意圖時(shí)繼續(xù)。如果你在打電話時(shí)看一眼智能顯示屏，該設(shè)備可以提供轉(zhuǎn)移到視頻通話的選項(xiàng)，這樣你就可以放下手機(jī)了。

「所有這些動(dòng)作都表明，未來(lái)與計(jì)算機(jī)交互可以利用我們移動(dòng)的自然方式，這種方式在感覺(jué)上非常隱蔽，計(jì)算機(jī)可以只在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻幫助我們，」Bedal 說(shuō)。「我們實(shí)際上只是在推動(dòng)我們認(rèn)為可能進(jìn)行人機(jī)交互的界限?！?/span>
什么時(shí)候能上市銷(xiāo)售？
利用雷達(dá)來(lái)影響計(jì)算機(jī)對(duì)我們的反應(yīng)是一個(gè)挑戰(zhàn)。比如說(shuō)，雖然雷達(dá)可以探測(cè)到一個(gè)房間里有多個(gè)人，但如果受試者太靠近，傳感器只能看到一團(tuán)亂七八糟的人群，從而混淆了決策過(guò)程。未來(lái)還有很多工作要做。所以 Bedal 多次強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)工作還處于研究階段，不能指望它出現(xiàn)在下一代智能顯示器上。

人們有充分的理由相信，隨著時(shí)間的推移，雷達(dá)也可以助力了解自己的日常事務(wù)。這也是 ATAP 的 Giusti 說(shuō)的研究路線圖上的一個(gè)領(lǐng)域，比如提出與你自己目標(biāo)相關(guān)的健康建議。想象一下，當(dāng)智能顯示器意識(shí)到你在午夜前往小吃柜時(shí)，它會(huì)變成一個(gè)巨大的停止標(biāo)志。
當(dāng)這些設(shè)備執(zhí)行一系列它認(rèn)為你想要的操作時(shí)，它們也需要達(dá)到一種平衡。例如：「當(dāng)我在廚房做飯的時(shí)候，如果想讓電視開(kāi)著怎么辦？」因?yàn)檫@時(shí)雷達(dá)不會(huì)探測(cè)到任何人在看電視，它會(huì)暫停電視而不是讓電視開(kāi)著。
「當(dāng)我們開(kāi)始研究這些感覺(jué)非常無(wú)形、無(wú)縫和靈活的交互模式時(shí)，就需要在用戶(hù)控制和自動(dòng)化之間找到一個(gè)正確的平衡點(diǎn)，」Bedal 說(shuō)?！高@應(yīng)該是毫不費(fèi)力的，但我們應(yīng)該考慮的是用戶(hù)可能想要的控制或配置的數(shù)量?！?/span>
ATAP 團(tuán)隊(duì)之所以選擇使用雷達(dá)，是因?yàn)樗鞘占S富空間數(shù)據(jù)的一種更加保密的方法。它的延遲時(shí)間很短，能夠在黑暗中工作，而且聲音或溫度等外部因素不會(huì)影響它。與照相機(jī)不同，雷達(dá)不會(huì)捕捉和儲(chǔ)存你的身體、面部或其他識(shí)別方式的可識(shí)別圖像。
「它更像是一個(gè)先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)傳感器，」Giusti 說(shuō)。Soli 的探測(cè)范圍在 9 英尺左右，比大多數(shù)照相機(jī)的探測(cè)范圍都要小，但只要在家里安裝多個(gè) Soli 傳感器的設(shè)備，就可以有效地覆蓋全部的空間，并創(chuàng)建一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)來(lái)跟蹤你在家里的行跡。
值得注意的是，來(lái)自當(dāng)前 Google Nest Hub 中 Soli 傳感器的數(shù)據(jù)是在本地處理的，原始數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)送到云上。

CMU 的人機(jī)交互研究員、Future Interfaces Group 實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Chris Harrison 表示，消費(fèi)者必須決定他們是否要交易隱私權(quán)，畢竟，谷歌是「將數(shù)據(jù)貨幣化的世界領(lǐng)導(dǎo)者」。但他仍然認(rèn)為，谷歌的無(wú)攝像頭方法在很大程度上是用戶(hù)優(yōu)先和隱私優(yōu)先的做法?！笡](méi)有侵犯或不侵犯隱私這回事，」Chris Harrison 說(shuō)?！敢磺卸际浅潭葐?wèn)題?！?/span>
由于設(shè)備不可避免地需要使用傳感器 (如 Soli) 來(lái)收集更多的數(shù)據(jù)，因此它們能夠更好地理解我們。
「人類(lèi)天生就能真正理解人類(lèi)的行為，當(dāng)計(jì)算機(jī)破壞了它，就會(huì)導(dǎo)致這些額外的令人沮喪的情況發(fā)生。」Chris Harrison 說(shuō)：「將社會(huì)科學(xué)家和行為科學(xué)家等人帶入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，可以讓這些體驗(yàn)變得更加愉悅、更加人性化?！?/span>
ATAP 是個(gè)什么部門(mén)？
谷歌先進(jìn)科技與計(jì)劃部門(mén)（ATAP）是谷歌公司內(nèi)部的一個(gè)部門(mén)，原隸屬于摩托羅拉移動(dòng)旗下，在摩托羅拉移動(dòng)出售予聯(lián)想后保留在了谷歌內(nèi)部。
該部門(mén)的創(chuàng)建者是前谷歌副總裁雷吉娜 · 杜根（Regina Dugan），她之前在 DARPA（美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局）工作并擔(dān)任局長(zhǎng)。創(chuàng)建 ATAP 時(shí)，杜根對(duì)外宣稱(chēng)，她將領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)秘密的硬件部門(mén)打造不一樣的未來(lái)。

前谷歌副總裁雷吉娜 · 杜根，2016 年跳槽去了 Facebook，2020 年開(kāi)始擔(dān)任 Wellcome Leap 的 CEO（Wellcome Leap 是由全球性慈善基金會(huì) Wellcome 創(chuàng)立的非營(yíng)利組織，旨在加速有利于全球健康的創(chuàng)新）。
在摩托羅拉時(shí)期，ATAP 對(duì) Moto X（由摩托羅拉移動(dòng)在成為 Google 子公司后研制的 Android 智能手機(jī)）的開(kāi)發(fā)計(jì)劃有重要貢獻(xiàn)。
在谷歌，ATAP 的定位是顛覆性技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室，這些年主導(dǎo)的項(xiàng)目包括 Project Tango（能讓手機(jī)和平板感知 3D 空間）、Project Jacquard（智能外套，在衣服表面滑動(dòng)就能控制手機(jī)）、Project Vault（Micro - SD 卡上的安全計(jì)算環(huán)境）、Project Soli（支持雷達(dá)的手勢(shì)界面）、Project Ara（可高度模塊化的智能手機(jī)）等。當(dāng)然，這項(xiàng)項(xiàng)目有成功，也有失敗。

谷歌 ATAP 和李維斯合作的智能夾克。
這個(gè)團(tuán)隊(duì)體現(xiàn)了杜根在 DARPA 工作時(shí)使用的原則，即創(chuàng)建由高績(jī)效人員組成的小團(tuán)隊(duì)，并充分利用組織框架之外的資源。ATAP 與幾十個(gè)國(guó)家的數(shù)百個(gè)合作伙伴合作，包括學(xué)校、公司、初創(chuàng)企業(yè)、政府和非營(yíng)利組織，與斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院等一流大學(xué)簽訂了常備合同，以便在需要時(shí)快速安排研究工作。