不想在家安攝像頭，但還想要智能家居？谷歌：我們全都換成雷達

看攝像頭太緊張？谷歌：我們全都換成雷達。

看電視的時候突然想上廁所，這時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。
但無論哪一種方法，我們都需要手動操作一下。如果當時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讓人覺得很麻煩。
如何實現(xiàn)這一過程的智能化呢？谷歌的先進科技與計劃部門（Advanced Technology and Projects，簡稱 ATAP）最近想了一個好辦法：用雷達來理解我們的需求和意圖，然后做出對應的反應。也就是說，它可以在你起身離開時幫你暫停視頻，然后在你回來后再自動播放。

為什么要用雷達呢？因為每天被攝像頭盯著的日子實在令人不安。
這不是我們第一次看到谷歌使用雷達為其設備提供空間感知。2015 年，谷歌推出了 Soli，這是一款可以利用雷達的電磁波來捕捉精確手勢和動作的傳感器。這一功能最早出現(xiàn)在谷歌 Pixel 4 上，它能夠檢測簡單的手勢，這樣用戶就可以在不接觸智能手機的情況下讓鬧鐘停止或暫停音樂。

最近，第二代 Nest Hub 智能顯示屏中嵌入了雷達傳感器，以檢測睡在它旁邊的人的動作和呼吸模式。該設備的好處在于，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 這次并沒有使用傳感器輸入直接控制計算機，而是使用傳感器數(shù)據使計算機能夠識別我們的日?；顒?，并做出新的選擇。
「我們相信，隨著科技越來越多地出現(xiàn)在我們的生活中，開始要求科技從我們身上提取更多的線索是非常合理的，」ATAP 設計主管 Leonardo Giust 說。像你媽媽在你出門前提醒你拿把傘一樣，也許你的恒溫調節(jié)器可以在你走過并瞥一眼時傳遞同樣的信息?；蛘?，如果你的電視檢測到你在沙發(fā)上睡著了，它可以調低音量。

如何充分利用雷達？

Giusti 說，大部分研究都是基于空間關系學（proxemics，即人們如何運用空間進行交流）的。也就是說，當你與另一個人的距離越來越近，意味你期望增加參與度和親密感。ATAP 團隊使用這一點和其他社交線索來確定人和設備擁有自己的個人空間概念。 
雷達可以檢測到人靠近計算機并進入其個人空間，這可能意味著計算機可以選擇執(zhí)行某些操作，例如無需按下按鈕即可啟動屏幕。這種交互已經存在于當前的 Google Nest 智能顯示器中，但它是使用超聲波而不是雷達來測量人與設備的距離。當 Nest Hub 注意到你正在靠近時，它會突出顯示當前提醒、日歷事件或其他重要通知。 
僅僅接近是不夠的，如果你最后只是經過了機器并朝不同的方向看，怎么辦？為了解決這個問題，Soli 可以捕捉運動和手勢的更細微之處，例如身體方向、可能正在走的路徑以及頭部朝向，然后在機器學習算法的幫助下進一步細化數(shù)據。所有這些豐富的雷達信息有助于它更好地猜測你是否確實要開始與設備進行交互，以及參與的類型可能是什么。 
這種改進后的感知來源于新冠疫情期間，團隊在各自家里的客廳進行了一系列精心設計的任務，包括頭戴攝像頭跟蹤他們的動作和實時雷達感應。
「我們能夠以不同的方式移動，我們對該動作進行不同的變化，鑒于這是正在使用的實時系統(tǒng)，我們能夠在某種意義上以我們的發(fā)現(xiàn)為基礎進行即興創(chuàng)作?！笰TAP 的高級交互設計師 Lauren Bedal 說。
擁有舞蹈背景的 Bedal 說，這個過程非常類似于編舞者采用基本的動作理念（稱為動作主題）并探索其變化，例如舞者如何改變重心或改變身體姿勢和方向。從這些研究中，該團隊設計了一組動作，這些動作都受到非語言交流以及我們如何自然地與設備交互的啟發(fā)：接近或離開、經過、轉向或遠離以及掃視。
Bedal 列舉了一些計算機對這些動作做出反應的例子：如果設備感應到你靠近，它可以拉起觸摸控件；靠近設備，它可以突出顯示傳入的電子郵件；離開房間，電視可以在你離開的地方添加書簽，并在你回來時從該位置恢復。
如果設備確定你只是路過，它不會以低優(yōu)先級通知打擾你；如果你在廚房里按照視頻食譜進行操作，設備可以在你離開抓取食材時暫停，并在你退后并表達重新參與的意圖時繼續(xù)。如果你在打電話時看一眼智能顯示屏，該設備可以提供轉移到視頻通話的選項，這樣你就可以放下手機了。

「所有這些動作都表明，未來與計算機交互可以利用我們移動的自然方式，這種方式在感覺上非常隱蔽，計算機可以只在恰當?shù)臅r刻幫助我們，」Bedal 說。「我們實際上只是在推動我們認為可能進行人機交互的界限?！?/span>
什么時候能上市銷售？
利用雷達來影響計算機對我們的反應是一個挑戰(zhàn)。比如說，雖然雷達可以探測到一個房間里有多個人，但如果受試者太靠近，傳感器只能看到一團亂七八糟的人群，從而混淆了決策過程。未來還有很多工作要做。所以 Bedal 多次強調，這項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，隨著時間的推移，雷達也可以助力了解自己的日常事務。這也是 ATAP 的 Giusti 說的研究路線圖上的一個領域，比如提出與你自己目標相關的健康建議。想象一下，當智能顯示器意識到你在午夜前往小吃柜時，它會變成一個巨大的停止標志。
當這些設備執(zhí)行一系列它認為你想要的操作時，它們也需要達到一種平衡。例如：「當我在廚房做飯的時候，如果想讓電視開著怎么辦？」因為這時雷達不會探測到任何人在看電視，它會暫停電視而不是讓電視開著。
「當我們開始研究這些感覺非常無形、無縫和靈活的交互模式時，就需要在用戶控制和自動化之間找到一個正確的平衡點，」Bedal 說。「這應該是毫不費力的，但我們應該考慮的是用戶可能想要的控制或配置的數(shù)量?！?/span>
ATAP 團隊之所以選擇使用雷達，是因為它是收集豐富空間數(shù)據的一種更加保密的方法。它的延遲時間很短，能夠在黑暗中工作，而且聲音或溫度等外部因素不會影響它。與照相機不同，雷達不會捕捉和儲存你的身體、面部或其他識別方式的可識別圖像。
「它更像是一個先進的運動傳感器，」Giusti 說。Soli 的探測范圍在 9 英尺左右，比大多數(shù)照相機的探測范圍都要小，但只要在家里安裝多個 Soli 傳感器的設備，就可以有效地覆蓋全部的空間，并創(chuàng)建一個有效的網絡來跟蹤你在家里的行跡。
值得注意的是，來自當前 Google Nest Hub 中 Soli 傳感器的數(shù)據是在本地處理的，原始數(shù)據不會發(fā)送到云上。

CMU 的人機交互研究員、Future Interfaces Group 實驗室負責人 Chris Harrison 表示，消費者必須決定他們是否要交易隱私權，畢竟，谷歌是「將數(shù)據貨幣化的世界領導者」。但他仍然認為，谷歌的無攝像頭方法在很大程度上是用戶優(yōu)先和隱私優(yōu)先的做法?！笡]有侵犯或不侵犯隱私這回事，」Chris Harrison 說?！敢磺卸际浅潭葐栴}?！?/span>
由于設備不可避免地需要使用傳感器 (如 Soli) 來收集更多的數(shù)據，因此它們能夠更好地理解我們。
「人類天生就能真正理解人類的行為，當計算機破壞了它，就會導致這些額外的令人沮喪的情況發(fā)生?！笴hris Harrison 說：「將社會科學家和行為科學家等人帶入計算機領域，可以讓這些體驗變得更加愉悅、更加人性化。」
ATAP 是個什么部門？
谷歌先進科技與計劃部門（ATAP）是谷歌公司內部的一個部門，原隸屬于摩托羅拉移動旗下，在摩托羅拉移動出售予聯(lián)想后保留在了谷歌內部。
該部門的創(chuàng)建者是前谷歌副總裁雷吉娜 · 杜根（Regina Dugan），她之前在 DARPA（美國國防高級研究計劃局）工作并擔任局長。創(chuàng)建 ATAP 時，杜根對外宣稱，她將領導一個秘密的硬件部門打造不一樣的未來。

前谷歌副總裁雷吉娜 · 杜根，2016 年跳槽去了 Facebook，2020 年開始擔任 Wellcome Leap 的 CEO（Wellcome Leap 是由全球性慈善基金會 Wellcome 創(chuàng)立的非營利組織，旨在加速有利于全球健康的創(chuàng)新）。
在摩托羅拉時期，ATAP 對 Moto X（由摩托羅拉移動在成為 Google 子公司后研制的 Android 智能手機）的開發(fā)計劃有重要貢獻。
在谷歌，ATAP 的定位是顛覆性技術開發(fā)實驗室，這些年主導的項目包括 Project Tango（能讓手機和平板感知 3D 空間）、Project Jacquard（智能外套，在衣服表面滑動就能控制手機）、Project Vault（Micro - SD 卡上的安全計算環(huán)境）、Project Soli（支持雷達的手勢界面）、Project Ara（可高度模塊化的智能手機）等。當然，這項項目有成功，也有失敗。

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