Google新智慧喇叭可能將Pixel 4的Soli手勢追蹤技術納入,但改用來追蹤睡眠

Google新智慧喇叭可能將Pixel 4的Soli手勢追蹤技術納入,但改用來追蹤睡眠

根據外媒報導,Google內部正在開發具備 Soli 技術的新版 Nest Hub,把原本用在手機上的手勢追蹤功能用在喇叭上。不過,現在另一家外媒 9to5Google 報導表示,Google其實是打算利用 Soli 技術來追蹤睡眠。

Soli 是Google的雷達技術,用於檢測手勢或者附近是否有人。它最早是隨 Pixel 4 引入的,不過該機已經於去年 8 月停產, 而後續帶來的 Pixel 手機均沒有包含這項功能。現在Google將這項技術整合到智慧家居設備中,例如 Nest Thermostat。

不過鑑於 Soli 技術的侷限性,目前在睡眠追蹤方面仍有很多疑問。Soli 技術能夠檢測的範圍比較短,那麼如何在沒有鏡頭的情況下追蹤睡眠呢?它是否會失去你的蹤跡?或是,如果你有一隻喜歡來躺在你頭邊(或頭上)的寵物怎麼辦?它會不會轉而開始追蹤它們的行動?

而且,Soli 技術的可監測範圍比較窄,對於有床頭櫃的用戶、跟不同睡覺位置的人來說,都有不同的問題,更別說有些人根本沒有床頭櫃。所以,目前還不清楚Google將如何處理必須處理檢測各種角度和距離的移動等等的這些問題。

Project Soli的技術:原理,優勢和局限性

Project Soli使用的是毫米波雷達技術。與雷達的原理相似,Project Soli的雷達感應器晶片首先發射出電磁波,而發射的電磁波經過使用者手的反射回到感應器端,就能根據回波來檢測使用者手的位置和動態,並藉此完成3D非接觸手勢檢測。

使用毫米波雷達來完成人機互動的 Google Project Soli 真的能顛覆觸控技術嗎?

Project Soli的雷達使用的是57-64GHz的頻段,理論上可以實現毫米等級的解析精度。根據報導,該雷達系Google和英飛凌合作設計,雷達感應器晶片可以整合到硬幣大小的晶片中,進而可以安裝在各類設備上。

下圖是Project Soli使用的毫米波雷達傳感晶片。晶片大小約為8mm x 10mm,上面白色的小點是用來把晶片固定到主板上的凸塊(bump)。晶片上還有天線陣列(綠色框內)用來實現波束成型,根據官方訊息該晶片上整合了四個發射機和兩個接收機,使用波束成形來提升解析度。

使用毫米波雷達來完成人機互動的 Google Project Soli 真的能顛覆觸控技術嗎?使用雷達的優勢首先是系統硬體比較簡單,也不需要一個實體螢幕,只需要一個雷達感應器模組就足夠了。另一方面,透過雷達回波的訊號處理和機器學習分析,可以做到手勢辨識之外的其他功能,例如物體檢測,物體材質檢測等等,有可能在未來開啟一些新的有趣的應用。

然而,使用毫米波雷達也有局限性。

首先,毫米波雷達如果需要做高精度高解析度檢測需要使用複雜的天線和/或多個雷達收發陣列。在60GHz頻段上,複雜的天線陣列的體積很大,因此在智慧型家電等應用上就難以使用。而如果使用多個雷達收發陣列則會大大增加系統功耗。

其次,Project Soli選擇60GHz頻段的主要理由是因為該頻段受到的政府管制較少,而且是免費使用;但是60GHz頻段的主要問題是它在空氣中衰減特別大,因為60GHz是氧氣的共振頻率,所以許多這個頻段的電磁波能量在傳播過程中就被空氣吸收了。

因此,使用60GHz實際上限制了Project Soli的檢測距離,另外由於電磁波能量被空氣吸收也會降低訊噪比,即降低檢測精度。這也是為什麼Project Soli需要向美國FCC申請提高60GHz頻段輸出功率的原因,主要預計就是為了提升檢測距離和精度。

綜合以上Project Soli毫米波雷達的優勢和局限,並結合應用的成本、體積、功耗限制,我們不難發現,Project Soli最適合的應用就是智慧型家電和設備上的近場手勢辨識,即檢測距離在一公尺以內的手勢辨識。

 

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