就在7月底,Google終於透過發表部落格文章的方式,宣告在即將發表的新一代Pixel 4智慧型手機中,會支援臉部辨識與手勢操控(Motion Sense)的新功能;而且在該部落格文章中也明確指出,Pixel 4的新功能將來自於首度配備早在2015年就由其先進技術與專案(Advanced Technology and Projects,ATAP)團隊著手開發的動作感測技術Project Soli。

在與文章一同發表的短短20秒YouTube視訊中可以看到,Pixel 4訴求的手勢操控功能是讓使用者不必碰觸手機,只要揮揮手就能切斷手機來電、選擇跳到下一首要播放的音樂或是將手機鬧鈴關閉,而文章中也特別強調「這些功能只是開始,當Pixel隨著時間推移變得越來越好,Motion Sense也會隨之進化。」

從2015年5月等到2019年下半年,市場終於盼到Google的Project Soli準備進駐智慧型手機終端裝置,而台灣有一家在2017年1月才成立的IC設計新創公司開酷科技(KaiKuTek),已經成功開發以60GHz毫米波(mmWave)雷達技術為基礎、鎖定手機應用的3D手勢辨識解決方案。

不同於市場上某些廠商是以昂貴矽鍺(SiGe)製程生產60GHz毫米波雷達,開酷的手勢辨識解決方案是以更平價的成熟CMOS製程為基礎,將1T3R天線、毫米波晶片(MMIC)以及該公司獨家開發的人工智慧(AI)加速器以先進AiP (Antenna in Package)封裝整合為單晶片;其中的AI加速器號稱能以低於1mW的峰值功耗,支援30公分距離內的高精確度細微手勢辨識,預計明年能正式投片量產。

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開酷科技的60GHz毫米波雷達解決方案,將1T3R天線、MMIC與AI加速器整合於單一封裝中;其AI加速器耗電量低於1mW。
(來源:開酷科技)

目前約有30名員工的開酷科技總部位在由經濟部工業局計畫設立、由工研院團隊營運輔導之「南港IC設計育成中心」(NanKang IC Design Incubation Center,NKIC)內,從創立至今一直都處於低調的「隱身模式」(stealth mode),不過該公司總經理王君弘表示,隨著Google宣告Pixel 4將搭載手勢操控功能,各大手機廠為了替下一代產品添加新賣點,對相關解決方案的關注度勢必越來越高,「是時候讓更多人看到我們的研發成果與價值。」

開酷科技行銷總監林子超補充說明,Google的最新版本手機作業系統Android Q (beta試用版已開放下載)也納入了對手勢操控功能的支援,當各家手機廠與軟體業者紛紛投入開發相關解決方案,市場對手勢辨識技術需求將會迅速成長;而他也認為,人手一支的手機會是讓消費者熟悉這種新人機介面的最好工具,「就像是智慧型手機剛問世時,很多人因為玩『憤怒鳥』(Angry Birds)等遊戲而更熟練觸控介面的使用,當消費者開始習慣使用手機上的手勢操控,就能更進一步把這種人機介面推廣到其他應用領域,包括汽車、遊戲機與智慧家庭等等。」

為什麼需要手勢操控介面?

那…到底為何需要手勢辨識做為人機介面?在觸控介面幾乎已取代所有機械式按鈕,以及只要出聲就能接聽來電、開關電燈、播放音樂或是在網路上搜尋所需資訊的語音控制介面越來越常見的此刻,手勢操控介面有什麼好處?

「手勢操控並非要完全取代觸控,」王君弘表示,在手機上使用觸控介面來開啟各種應用程式、接聽電話等,算是直覺性的操控方式,但在玩遊戲時使用觸控介面可能會遮擋畫面而影響順暢度,在即時通訊軟體輸入文字時也會受限於螢幕尺寸而感到不便,遑論比手機尺寸更小的智慧手錶等穿戴式裝置:「在這些觸控介面不能充分發揮的地方,就是手勢操控的優勢所在。」

至於語音控制雖然有免持裝置的便利性,在實際使用時仍有許多難以克服的缺點;林子超指出,除了在戶外公開場所等使用語音控制可能會有環境噪音干擾影響準確度,隱私權也是一大問題,包括部份語音指令需要傳送上雲端處理而可能帶來的個資外洩疑慮,還有多數人其實不會想讓別人、甚至自己家人知道自己正在做什麼,這時聲控介面就不是很好的選項。

王君弘補充,「60GHz毫米波技術的特性就是傳不遠,但我們將這個缺點化為優點,讓雷達偵測只在近距離,且因為使用定向天線不會有鄰近裝置相互干擾的問題。」在實際展示中,其方案能辨識手腕以下、僅手指部份的細微動作,幾乎無延遲,這是因為運算不是在手機主處理器執行,而是在其單封裝解決方案內建的專屬AI處理器單元中:「我們的方案不只是邊緣運算,甚至可以說是感測器端運算;」這也是其方案能大幅節省手機電力的主要原因,而王君弘表示:「我們希望能把在滑鼠上的所有操作功能都能轉為手勢操控,」

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開酷科技總經理王君弘(左)與行銷總監林子超。
(攝影:EE Times Taiwan)

多元化的市場策略

考量到不同應用對於操控手勢的不同需求,開酷將會以與客戶共同開發的方式,提供客製化解決方案;這得益於該公司不但所有硬體部份是自家開發,還有專門負責AI演算法的團隊。因此王君弘的構想是,在為手機或其他裝置廠商打造手勢辨識介面的全套軟硬體技術之外,未來該公司也可以將手勢訓練做為一種服務,為例如遊戲軟體開發商將某些特殊的手勢動作變成玩家升級解鎖的獎勵,甚至讓玩家能自定義手勢。

除了準備進駐下一代智慧型手機,開酷也考慮推出能讓未內建毫米波雷達的手機、筆電等裝置也支援手勢辨識介面的轉接器(dongle),以及能讓軟體開發者構想出更多手勢辨識應用的開發工具套件。王君弘強調,手勢辨識開發其實不容易,有其技術門檻存在,並非一般較專注於硬體技術的IC設計業者、甚至是手機廠本身能輕易挑戰的項目;但開酷在短短不到兩年時間內,就產出超越Google的成果,著實令人驚豔。

在年輕時就赴美求學、工作的王君弘,擁有在通訊與無線技術領域的數十年豐富資歷,他自開酷創立之初一手推動技術開發流程,對於60GHz毫米波技術的應用前景充滿信心與熱情。在他看來,台灣很多廠商都擁有「只要看到可能(或已經)實現的東西,就一定能做得出來」的本事,而且可以在很短的時間之內就做得比創始者更好,但這往往是成為侷限自己的框架;「為什麼我們不能是第一個?」開酷期望團隊的努力成果可以是一個被參考的成功案例。