「非接觸」成防疫重點 VUI的機會來了!

作者 : Ofer Elyakim,DSP Group執行長

VUI已經不只有「酷」而更加實用,但在過去的這段時間,情況又發生了變化。VUI本質上極大地減少了觸摸物體表面的需要,這意味著在新冠疫情之後,它們會從可選功能變成必備功能。

歷史上有些時刻即使再次重演,一切也將會不同。經濟大蕭條時代(The Great Depression)徹底改變了個人財務安全模式;美國發生的911恐怖攻擊事件,則永遠改變了世界各國對待國家安全的方式;而現在,我們都很清楚新冠病毒(Covid-19)疫情正在改變人們對健康安全的觀念。

隨著人們對於微生物(不僅是Covid-19病毒)如何在宿主之間傳播的意識越來越強,要過多久時間大家才能再次放心地身處擁擠陌生人群中?我們還能毫無芥蒂地使用自助式觸控螢幕服務台或收銀機、電梯按鈕和門把手嗎?尤其是在科技已經提供可行替代方案的情況下。

目前看來,強制性的就地隔離政策似乎已經在許多地區減緩了病毒的傳播與病例上升曲線,但隨著經濟活動的開放、外出人群的湧現,我們得到的教訓和這段時間養成的習慣,可能會長期影響我們的活動和行為。舉例來說,美國疾病管制與預防中心(CDC)以及全球類似的機構,都建議我們避免觸摸那些在公共場所曾經被頻繁觸摸的設備螢幕表面,包括上面提到的電梯按鈕、電燈開關,還有垃圾桶等等。

在家裡也是一樣,更頻繁地清潔共用設備的表面是明智之舉,像是遙控器、警報器鍵盤、門把、智慧型手機、平板電腦、電燈開關和烤箱控制台等。在這些設備中,已經有許多在使用語音使用者介面(VUI),而且相關應用還在不斷增加,此趨勢在疫情流行期間只會加速蔓延。

各種有關新冠病毒傳播方式的分析,讓全球民眾對物體表面的污染程度有高度認知。而現在有了關於新冠病毒在玻璃、不銹鋼(以天為單位)與瓦楞紙(以小時為單位)等不同材質上存活時間以及傳染率的比較知識,我們又進一步升級了個人衛生習慣。

因為病毒無處不在,人們將會不可避免地產生長期性、不願觸摸任何公用物品表面的潛意識。對多數人來說,適當執著於此或許只是非常時期的明智之舉;但對另一些人來說,找到獨特的方法以避免觸摸公用物品表面就變成一種新的習慣,這種習慣在長達數週只能到附近商店採買的疫情流行期間形成,也因為自然被迫保護自己與周遭親友而加強。

養成這種習慣是明智的,而事實證明,以語音作為使用者介面的技術已經上軌道,人們會更常採用這種新方法與各種設備互動,從智慧型手機、物聯網裝置到門禁與保全系統等等。

悄悄滲透日常生活的VUI

使用Google Home、亞馬遜(Amazon)的Alexa和蘋果(Apple) Siri執行語音指令和控制,一直被認為是一種很「酷」而實用的功能;透過語音能與手機、筆電和電腦互動,還可以控制電視、智慧音箱、攝影機、燈光、百葉窗和家用冷暖空調(HVAC)系統。

關鍵字識別、保持開啟(Always-on)的能力,採用多麥克風波束成形的遠場語音控制、可穿戴技術(如真無線耳機TWS)的超低功耗,以及最近出現的同時識別多關鍵字技術…在這些高速發展的技術支援下,VUI更無縫地融入人們的家庭和工作日常,從身體健全到需要照顧的弱者,從反科技保守份子到科技玩家,都能感受到VUI的存在。

顯然VUI已經不只有「酷」而更加實用,但在過去的這段時間,情況又發生了變化。VUI本質上極大地減少了觸摸物體表面的需要,這意味著在新冠疫情之後,它們會從可選功能變成必備功能。VUI在家庭中的應用很多,在公共場所也可以用來開門、開垃圾桶、完成POS機交易,甚至還可以在搭電梯時不必擔心個人衛生問題、以非接觸式方法選擇樓層,這在醫療院所特別重要。

隨著VUI的普及,其智慧功能背後的演算法將更加完善,底層硬體也將更先進、更有效率,這進一步擴大了VUI在新世界的應用可能性和無縫融入;在這個新世界中,有限的接觸已成為一種文化常態。

VUI的實現方法

VUI需要先進的演算法與高效率硬體,以實現快速、低功耗緩衝、過濾並處理來自語音或攝影機等其他感測器饋入的資料,從而進行使用者的身份驗證和驗證其意圖──例如判斷使用者正走向某一扇特定的門──的場景感知。在多數情況下這些處理是在雲端進行,但為了降低功耗與延遲並保護終端使用者隱私,需要盡可能於邊緣完成這些處理。

這種雲端-邊緣的分離是一種高層次體系結構方法,即使在邊緣,Always On功能以及語音辨識、處理功能也可以進一步拆分。以對功耗敏感的遙控器(RC)為例,直到現在這些產品都是仰賴隨按即說(push-to-talk,PTT)方式進行語音控制,而不是Always On,以節省電力。

不過Always On功能仍然是最終目標,因此系統架構師提出了能進一步細分功能的方法。具體來說,使用遙控器中的單個麥克風來偵測語音,當偵測到有效關鍵字時,遙控器可與電視或機上盒的麥克風,以及處理器配合,來進一步處理傳入的指令,充分利用自然語言(NL)語音識別的優勢實現流暢互動。

 

創新的邊緣處理VUI創新架構,能在遙控器和控制對象設備(無論是電視或空調)之間分配語音處理任務。這可大幅降低功耗,並使遙控器從PTT模式變成Always On模式。

(圖片來源:DSP Group)

 

圍繞著VUI裡裡外外的相關技術還有其他進展,如主動降噪(ANC)、低功耗MEMS麥克風,以及諸如藍牙和超低功耗(ULE)等無線技術的整合,後者能實現可靠的雙向語音通訊。這些技術進展的重要性在於,它們支援了後疫情時代人類與電子裝置和系統之間的全新對話模式。

VUI在疫情剛出現時恰好處於起飛階段,這純屬偶然,也沒有改變既有認知:現在正是時候考慮將之整合到下一代產品設計中,好讓它們的使用更直觀、更順暢。使用者已經受夠了過去的不愉快經驗,讓我們一起努力把VUI做好吧!

 

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2020年7月號;責編:Judith Cheng

(參考原文:Covid-19 Shifts Voice User Interface from Feature to Necessity,By Ofer Elyakim)

 

 

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