触控屏之外，还可以如何操控智能手表？
来源：聚丰硬件整理 作者：Maggie 2016-05-23 14:38 1273 0
智能手表作为可穿戴设备的先驱，发展到现在，依然受到很多因素的制约。其中包括充电方式、续航能力、还有功能和使用场景的限制等。特别是在如此小的屏幕上要完成许多操作。
5月21日上午消息，谷歌先进技术研究部门ATAP在周五的I/O开发者大会上展示了Project Soli雷达技术的最新进展。这项技术在去年的I/O大会上发布，能在一定距离远处识别用户的手势。谷歌ATAP与LG和MC R&D实验室合作，开发了一款可通过远距离手势操控的智能手表。这款智能手表也支持触控和语音输入，但手势操控是这款手表的特别之处。 谷歌并未公布这些新产品的发布计划，但通过这些产品我们可以看到Project Soli的未来发展方向。谷歌ATAP的埃文·普皮莱夫（Evan Poupyrev）表示：“Soli是一个面向互联世界的互动平台。”此外，ATAP正在优化Soli开发工具包，并将于明年发布。
普皮莱夫表示，通过与英飞凌的合作，新的开发工具包功耗仅为此前的1/22，即55毫瓦，而尺寸也仅为前一版本的1/3。其中的雷达可以以18000 FPS的帧率去捕捉画面。
谷歌隔空手势操控手表
完全不需要接触，只需在空气中比划几个动作，你的智能终端就能完成你的操作指令。这并非一场魔术秀，而是科技现实。虽然只靠两个手指对空气的揉搓就能调整时间，或者一个拇指的下压就能按下确定键，听起来确实有些不可思议。但是，谷歌做到了。这个“奇迹”归功于两个微小的芯片，那这项技术是如何实现的呢 ？
（1）其实是雷达
在这项名为Project Soli的项目中，研究团队开发了两种Soli芯片用来完成“隔空操作”。谷歌2015网络开发者大会上，研究团队讲解了两种Soli芯片分别为脉冲雷达芯片和连续波雷达芯片，前者大小为9平方毫米，后者则为11平方毫米。
在大部分人的认知中，雷达似乎只用于侦察探测工作，多为军用，它是如何实现手势操作的呢？“所谓脉冲雷达和连续波雷达指的是从波形上区分的两种雷达体制。” 电子工程学院电子工程系副教授陈章鑫告诉《中国科学报》记者。
在生活中，常见的脉冲波形有心电图上高高低低的波形，“这些波形就可以理解为是一个一个的脉冲，只不过雷达发射的脉冲波形持续时间等有所不同。”而连续波形则像湖中泛起的涟漪，波纹不断地连续向外扩散。“雷达发射连续波波形的目的主要是用来测量目标相对于雷达的运动速度的大小和方向，利用的是‘多普勒效应’。”陈章鑫说。
具体到Soli芯片运作上，“同时利用脉冲波形和连续波波形，可以测量目标的位置和相对运动速度的大小和方向。”陈章鑫解释说。例如，人们想做一个 “单击”的动作，一般就用一个手指头向下做“点击”的动作，识别系统在识别出一个手指后，并且该手指向下运动，就可以判别为“点击”动作。也正是因为这一特性，目前的Soli只能识别四类特定的手势：搓动、捏合、点按和滑动。
（2）神奇的60GHz
雷达的类型确定后，谷歌团队选择让其发射60GHz的毫米波。这个将来要被应用在5G上的无线电波，早已是世界多国竞相研究的目标。“事实上，从 30GHz~100GHz之间信号被称为毫米波。其早期应用还是在于雷达、通信、航天和射电天文等领域。因为它需要的天线尺寸小，且可以提供更大的数据带宽。因此60GHz可以得到高的角度分辨率和距离分辨率，有利于实现精细测量；另外，该段波长的信号的方向性好，因此朝不同方向发射的信号之间的干扰很小。”陈章鑫说，“它的缺点也很明显，就是在大气中传播时衰减特别快，不适于长距离传输。”
然而正是这项缺点被谷歌“抓住”并成为毫米波的优势。“因为在个人电子产品应用中，最不希望的就是不同电子产品之间互相干扰，一个手势会被多个设备收到，造成误操作。而毫米波的这种快速衰减特性完全避免了设备之间的干扰，同时由于其操作距离其实很短，又满足了应用的需求。”陈章鑫告诉记者。
如今可穿戴设备越来越小巧，然而在过小的屏幕上操作确实并不容易。Soli的出现显然为解决这一问题提供了良好的方案。
首先，“空气操作”将操作界面从屏幕中解放出来，提升到3D空间，且在随意位置即可操作；其次，从技术角度讲，毫米波有能力捕捉到5m空间范围以内的全部精细动作，误差精确到毫米。
如果这样的功能能够成熟应用，应用领域将会异常广泛。因为在当前的电子设备中，显示屏的体积和功耗仍然极大地限制了设备的使用。如果‘空气操作’配合其他技术如谷歌眼镜的投影技术、无线充电技术等，人们在应用电子设备时所受的体积、重量等的羁绊将会大大减少。
无独有偶——手背变成触屏手势界面
卡内基梅隆大学未来交互研究组的研究员们推出了的SkinTrack，首个基于皮肤的可穿戴设备交互界面，将你的手背变成触屏手势界面。
SkinTrack包括一个发射信号的戒指，戴在你的右手的食指上，以及一个感应的智能表带。 表带有四个电极来测量戒指的X和Y极的位置。它不仅能测量位置，系统还能计算手指到每个电极的距离（称为Phase），并使用此信息来持续追踪手指的实时运动。
所有的感应器一起合作，就可以读出不同的手势，并以99%的精确度知道你在触碰皮肤的什么位置。为了演示，卡内基梅隆大学的研究员打造了自己定制的智能表带原型，让我们看到这个界面基本上可以从手腕延伸到手指根。
他们打造了可以使用智能APP的应用，可以打电话、放音乐、甚至加入特殊手势来启用功能，例如在皮肤上写一个A可以开启智能手表的联系人列表。
另一个SkinTrack的好处是用户在使用智能手表时，手指不会遮挡住小小的屏幕。想一想，如果下一代Apple Watch有这样的功能会多赞。当然，苹果应用的生态系统该炸了——再也没必要将iPhone里那么多的信息挤进一个小小的一寸屏。
这项技术最关键的限制是，皮肤上没有可用参照的视觉指引。有一些互动会在智能手表屏幕上出现，但是，你如何在你手背的虚拟界面上记住要做什么手势呢？ 研究员希望技术能融合到未来的智能手机中。不过，他们还得说服制造商来生产他们特制的戒指，并让整天刷朋友圈的用户额外佩戴一个戒指。