CINNO Research 产业资讯,一种可投射全息图像的太阳镜,一种具有数字屏幕和模拟指针的智能手表,一种纹到皮肤上可以将相应皮肤变成触摸板的纹身,一种可以在数字世界感知对象的虚拟现实控制器。根据白皮书和演示视频内容介绍,这些都是谷歌一直在悄悄开发或资助的项目,旨在开发下一代可穿戴技术设备。

 

根据外媒 CNET 报道,智能眼镜和手表项目来自谷歌的交互实验室(Interaction Lab),该实验室旨在将数字和物理体验融合在一起。这是 Google Research 的一部分,而 Google Research 则是谷歌的一个臂膀,扎根于学术界,专注于技术突破。根据实验室负责人 Alex Olwal 的简历,互动实验室在 2015 年创建于谷歌的硬件部门,大约两年前被拆分出来并加入 Google Research。作为高级研究员的 Olwal 曾在谷歌的“登月工厂(Moonshot Factory)”和实验硬件部门 ATAP 工作过。

 

Olwal 在简历中写道,交互实验室的目标是扩大谷歌“可穿戴和接口技术硬件原型的快速制作能力”。该实验室的工作与其说是对标 iWatch 和 Snapchat Spectacles 等先行产品研发,不如说是一种用于证明想法的科学实验。不管怎么说,它可以让我们一瞥谷歌公司在可穿戴技术领域的野心。

 

另外一些项目主要来自公司和世界各地大学研究人员的合作,其中至少有两个(VR 控制器和智能纹身)部分得到 Google Faculty Research Awards 的资助,该奖项主要用于支持与计算机科学和工程有关的学术工作。这些努力凸显了谷歌与学术界的紧密联系,正是如此,该公司联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)和谢尔盖·布林(Sergey Brin)才有机会从斯坦福大学研究生项目开始成立公司,该项目最后成长为目前大家所看到的全球性庞然大物,涉及到我们生活的方方面面。

 

随着各大科技巨头公司陆续进入可穿戴技术新战场,这些实验性项目可能会在未来几年发挥出关键作用。业内许多人都将其视为继智能手机之后的下一个主要计算平台。谷歌,苹果,亚马逊,三星和 Facebook(通过其虚拟现实子公司 Oculus)都发布了一些可穿戴设备,具体包括手表、戒指、耳塞和牛仔夹克。研究公司 IDC 预测,今年将出货近 3.7 亿部可穿戴设备,这一数字在两年内会增长到 5.25 亿。

 

这不仅仅是卖硬件设备,将集成多个传感器的设备穿到消费者身上意味着可以获得比传统手机或者台式设备更多的数据。对谷歌来说,这是一笔特别宝贵的财富,因为它每年 1600 亿美元收入的绝大部分是通过定向广告投放来实现的,这些广告之所以能够实现定向投放主要就是因为它可以获得用户的个人数据。这些穿戴设备虽然显得很小,但是它还能为健康和健身等科技巨头带来利润更为丰富的新业务,不过立法和监管机构现在也都对此感到担忧。

 

多年来,谷歌公司一直都试图在可穿戴设备中立足,不过到目前还没有完全扎下根来。2012 年,谷歌揭开了硅谷这些科技公司进入可穿戴技术领域序幕:谷歌眼镜。这款设备一开始就做得不是很好,最后以失败告终。另外,谷歌还开发了一种专门用于智能手表和其他设备的操作系统,称为 Wear OS。

 

不过最近,谷歌做出了一项更加坚定的决定。上个月,它以 1.8 亿美元的价格收购了加拿大的 North 公司,该公司生产了一款名为 Focals 的智能眼镜。而在去年,谷歌宣布以 21 亿美元的价格收购了身陷困境的健身追踪器先驱 Fitbit,以增强谷歌的硬件业务。这项收购交易在批评者中引发了担忧,他们担心谷歌是否有能力通过强硬的方式进入这一全新的行业并购买数百万人的用户健康数据。

 

研究公司 Gartner 的分析师 Tuong Nguyen 认为,在诸如智能织物等新型可穿戴材料方面取得进展至关重要。他说:“即使不一定完整,获得其他公司还没有得到的消费者数据也是取得领先的第一步。”

 

上述每个项目都附有学术白皮书、照片和演示视频,这是 Google Research 的行事惯例。这些视频都是旨在向研究人员展示其研究结果,而不是你在其他谷歌发布活动上看到的营销剪辑。Olwal 和 Google 都被列为其所有论文的作者,但是只有眼镜和混合手表项目列出了其与交互实验室的隶属关系。

 

该公司已经公开演示了交互实验室的项目之一,谷歌 1 月份在旧金山举行的 AI 活动上就展示过一款 I / O 编织物,它让用户通过与电线交互来控制设备。例如,用户可以通过扭动或捏住这种“编织物”来启动,停止和控制手机上的音乐音量。这里介绍几个尚没有展示的项目:

 

一维眼镜(1D Eyewear)

 

图 1. 1D Eyewear 是由谷歌交互实验室开发的一款智能眼镜 

 

 

当年,谷歌第一次发布“登月工厂”开发的 Glass 时,评论家对此一直冷嘲热讽。人们对这款设备机器人一样的外形失去兴趣。戴上它就像在眼前搁了一大块玻璃,该设备的处理器设计在了它巨大的眼镜架和听筒内。这么怪异的设计,加上市场对谷歌处理数据隐私方式的不满,促使公司在 2015 年停止了这款产品消费者版本的供应。现在,这款产品主要用作仓库工人和其他企业的工具。

 

来自交互实验室的 1D Eyewear 项目正是针对 Glass 的失败重新开发的一款产品,它的结构设计首先会给用户一种非常强烈的佩戴意愿:它的设计足够简约,外形时尚(不过这款产品的原型机器还是设计了较厚的听筒)。

 

“除了具有足够容量的电池外,装配所有电子,光学和图像生成组件的要求也会极大地限制外观设计,”Olwal 和他的团队在描述该设备的白皮书中写道,“终端用户可以选择的样式受制于此,这些都会降低产品的灵活性和美观。”

 

交互实验室的解决方案是使用一对淡色光罩(Shades),它可以与 Android 设备配对进而在佩戴者的眼睛上投射全息图标和彩色灯光。例如,当使用导航应用程序时,用户会在左框架上方看到闪烁的黄灯,告诉你向左转,同理,右框架上方的指示灯指示用户向右转。其他通知信息使用了颜色编码:闪烁的蓝色灯表示用户收到日历提醒,黄色灯表示收到邮件,绿色灯则表示聊天或电话通知。

 

图 2. 1D Eyewear 设备的全息系统测试

 

这款眼镜还可以借助激光束投影显示 16 种不同的全息图。白皮书解释说,这些图片都是“移动设备常用图标”。其中之一是电话,另一种是扬声器,它看起来像是音量控制工具。不过,我们目前还不清楚如何使用它们。

 

该设备的开发显然已经涉及到谷歌的其他团队。在 Glass 计划被搁置后,该公司表示将以 Aura 名称重新启动这个项目。这个项目将由谷歌的 Advanced Technology and Projects 组或 ATAP 组来完成。在 1D Eyewear 的白皮书中,其工程师将 Google Glass,Aura 和 X 团队列为“合作者”。1D Eyewear 与 Aura 项目相似,不过谷歌的发言人表示这两者没有关系。

 

Grabity

 

图 3. 谷歌与斯坦福大学研究人员合作开发的 VR 控制器 Grabity 项目

 
像 Facebook Oculus 或 HTCVive 这样的虚拟现实平台可以将用户带到另一个数字世界。但是,这些世界只有在用户可以通过物理的方式感知它们时才称得上具有沉浸感。谷歌与斯坦福大学的研究人员合作开发的一种名为 Grabity 的设备,正是希望模拟出用户在 VR 环境中抓取物体对象的感觉。
 

这款设备的原型不像手套,用户需要将它绑在手上,然后像控制器一样将其滑到拇指和食指上。它在实现手指定位时,就像用户握住汽水罐一样。这种设备使用轻微的振动或触感(haptics)来模仿在 VR 游戏中捡起小物品的感觉。这种触感实际上是在模拟用户抓住某些东西时指尖上皮肤的伸展情况。为了将振动体验传到用户手上,该设备设计了两个称为音圈致动器的小型电动机,它的底部设计了一个可以前后摆动的手臂,当用户在手中挥动物品时,它会给用户一种惯性的感觉。

 

“我们还需要考虑如何让用户感知到重量,”作为该项目的研究人员之一,斯坦福大学形状实验室(Shape Lab)的一名博士研究生 Inrak Choi 在 2017 年关于 Grabity 项目的演讲中说到,“基本上,这是人体多个感觉系统的结合。”

 

根据 2017 年有关 Grabity 项目的白皮书,该项目的部分资金来自谷歌教职工研究奖。崔博士并没有对此多做评论。

 

正当 Facebook 和其他公司为了 VR 产品的研发投资建立了许多拥有非常强大计算能力的平台时,谷歌主要的重心还是放在了手机市场。不过,谷歌也一直在研发 VR 产品技术,只是过程很艰难。这几年,Facebook 的无线头戴式设备 Oculus Quest 取得了一定的成功,该公司 5 月份宣布,消费者在 Quest 内容上的花费超过了 1 亿美元。

 

谷歌于 2014 年借助 Cardboard 首次涉足 VR 领域。Cardboard,顾名思义,使用一块硬纸板撑托用户的手机,进而将其变成一款头戴式 VR 机器。两年后,该公司又推出了 Daydream,这是一个更完善的具有强大处理能力的概念版本,不过它还是使用手机作为操作核心。实际上,谷歌去年悄悄关闭了该平台。

 

尽管进展不顺,谷歌还是在 VR 产品研发的路上,他们与 Grabity 的合作就表明,谷歌已经考虑使用一些实验性硬件来实现更复杂的 VR 体验。

 

SkinMarks

 

图 4. 谷歌与德国萨尔大学研究人员一起开发的智能纹身原型

 
这是谷歌另外一个名为 SkinMarks 的项目,它可以借助纹身的方式把用户的皮肤转变为触摸板。
 

这种原型技术的运作方式如下:将集成有多种传感器的纹身模块贴到用户身体的一部分皮肤上,例如人的指关节或手指侧面。这些传感器可以像触摸面板一样通过传统的触摸或滑动手势来触发,它和我们现在手机上使用的几乎一样。不一样的地方是,还有一些特定手势更适合在用户皮肤表面进行操作。另外,用户可以通过挤压纹身周围区域的皮肤,或者弯曲手指或四肢来激活这些传感器。

 

研究人员在 2017 年的白皮书中写道,使用皮肤作为界面的好处是可以利用人类生来就具有的精细运动技能。实际上,弯曲和挤压身体皮肤等是人类的本能,所以该技术借助本能方式的运动实现激活和反馈动作就显得非常自然了,毕竟用户不用特意去看也能完成与自己的皮肤和四肢的互动。

 

研究人员通过将导电墨水丝网印刷到纹身纸上来制作纹身。接着,他们将该纸张热固化,以便可以将其再转移到用户皮肤上。实验期间,研究人员用到了包括卡通图画或发光显示器等在内的纹身原型。该实验由德国萨尔大学(Saarland University)的研究人员领导,该工作部分获得了谷歌大学研究奖的资助。

 

研究人员写道:“通过大大减少纹身厚度进而增加材料的可拉伸性,SkinMark 可以做得非常薄且具有柔韧性,它可以做成不规则的几何形状,例如弯曲线型或者突出的骨头形。”

 

图 5. 应用于不平坦的表面(例如人的指关节脊上)的纹身

 

谷歌并不是唯一在 Moon-shot 项目中进行皮肤实验的科技巨头。2017 年,Facebook 就推出过一个项目,该项目可以让人们通过皮肤上的振动来“听到”单词。这个概念类似于盲文,盲文中的小凸起代表字母和其他语言元素。但是,这款设备上,用户不必将手放在那些凸起上,他们只需要将它会戴在手腕上,从从袖子上感受前臂不同模式的频率。

 

该项目是 Facebook 实验硬件实验室 8 号楼的重要项目之一,不过虽然花了很多心思,最后这个实验室还会在一年后关闭了。

 

智能袖套 SmartSleeve 和 StrechEBand

 

图 6. 智能袖套是一个科技含量十足的智能织物项目

 
谷歌另外两个名为 SmartSleeve 和 StretchEBand 的项目,其重心是将传感器编织到织物中。
 

SmartSleeve 的原型看起来像篮球运动员常常穿的射手护臂。这里面用到压力传感器,它通过编织的方式集成在织物材料中。这种袖子可以读取 22 种不同类型的手势,包括扭曲,拉伸和折叠织物。另外,它还可以解读用户何时弯曲手臂或将织物推向肘部。

 

在演示视频中,研究人员给了一个通过该智能袖套控制视频播放的示例。研究人员通过简单弯曲手臂就可以开始或者暂停视频,而上下滑动手指可以让视频后退或者快进,最后研究人员还可以通过扭曲这种智能织物,让视频的音量相应调高或调低。

 

这个项目的目标似乎和谷歌的 Jacquard 项目很像,Jacquard 项目的目标也是希望制造智能服装和配饰。Jacquard 于 2015 年宣布开发出许多产品,这些产品都具有互联网连接功能,包括与 Levi's 合作制造的牛仔夹克。这种夹克允许用户通过滑动袖口来控制音乐或获取最新的交通信息。去年,他们还与伊夫·圣罗兰(Yves Saint Laurent)共同推出了一款带有触摸和点击功能表带的豪华背包。最近,谷歌还和阿迪达斯以及电子艺术公司(Electronic Arts)合作开发了一款智能鞋底。

 

另一个项目名为 StretchEBand,这个项目的基本方案也同样是将传感器编织到织物中,例如表带,手机壳或汽车内饰等。在演示视频显示的一个示例中,用户拉动汽车座椅手柄的带子就可以调节座椅。

 

上述 SmartSleeve 项目是由上奥地利应用科学大学和萨尔大学的研究人员开发的,而 StretchEBand 是谷歌与奥地利某大学的研究人员共同开发的。

 

混合型手表用户界面

 

图 7. 谷歌互动实验室开发的一款带有数字屏幕和模拟指针的手表

 

另一个交互实验室开发的项目将模拟世界和智能手表结合在了一起。该项目在实验室中称为“混合型手表用户界面”,它使用传统手表上使用的老式时针和分针部件,并将它们重新用作光标来指向不同的命令。

 

该手表指针的背后是一个基于电子墨水的数字屏幕,用户的体验像是看阅读板。用户可以按下设备侧面的按钮(传统机械手表用来设置时间的按钮)来移动电磁指针。

 

Olwal 撰写的项目白皮书说:“这些组件共同提供了一套超越其自身功能的独特的交互技术和用户界面。”

 

该界面的一种用途是回答一段文字。在演示视频中,佩戴者收到一条消息,说:“嘿!给我发送你这款原型设备的照片!”这时,文本下方会显示三个选项:存档,回复或删除。这时,用户可以通过手表侧面的按钮来转动指针到其中一个选项。

 

这个想法以前已经有公司尝试过。两年前,LG 就推出过 Watch W7,这是一种在 Wear OS 上运行的设备,其物理时针位于数字屏幕上,这款手表当时并没有受到不多欢迎。

 

LG 这款乏善可陈的发行版智能手表可能对谷歌同类型产品的开发具有很多借鉴意义。目前尚不清楚这家公司是否会尝试将互动实验室中的某些产品商业化。不过无论是哪个想法,谷歌都需要让商业化的产品具有足够的吸引力才能在拥挤的市场中脱颖而出。

 

最后,尽管这些新奇的项目多少都存在一些缺陷,但和 Google Glass 一样,它还是做对了一件事情:那就是引起所有人的注意。