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為什麼你的手機那麼智慧?除了AI,這個硬體作用最大

前不久,Facebook改名「Meta」,被認為是這家全球最大的社交媒體公司從社交媒體轉型為「元宇宙」公司的標誌。

元宇宙是指在新的網路領域中,利用VR和AR技術的結合,形成一個全新的虛擬宇宙。

以往,我們和計算機的互動,主要是透過顯示器、滑鼠、鍵盤這樣的介面裝置來實現,這是一種以計算機為中心進行開發的互動方式,學習成本相對較高。

而VR和AR的革新之處在於,它們實現了一種全新的人機互動方式——僅僅需要利用我們自己的感覺來感知環境進行操作,這種以人類為中心進行互動設計的方式,被業界廣泛認為是繼智慧手機之後的下一個風口。

不過,你可能有所不知,其實我們每天都在用的智慧手機,早已在用AR/VR的方式,探索人機互動的下一個風口了。

由感測器構建的智慧世界

感測構建的「智慧世

2007年喬布斯釋出第一代iPhone,開啟了智慧手機的廣闊天地。但是你有沒有想過,「智慧手機」這個概念是相對於功能機來說的,它除了觸控操作、螢幕更大之外,更重要的就是智慧。那麼,智慧手機究竟「智慧」在何處?

很多人想象的智慧可能是漫威動畫裡的賈維斯以及打敗李世石的AlphaGo,這樣的距離我們日常生活比較遙遠的人工智慧。但其實,智慧這個東西我們每天都在接觸。

你想過沒有?為什麼你看電影時把手機螢幕橫過來,畫面就會跟著轉動成橫屏?為什麼螢幕亮度會隨著環境的亮度自動調節?為什麼你拿著手機在操場散步,就能記錄你走了多少步?為什麼搖動手機就可以控制賽車方向?……

這些我們每天都在用的功能,其實都包含著智慧。

我們買手機,都會看處理器、看外觀、看記憶體,但是還有一個東西至關重要,甚至可以說撐起了手機的「智慧」之名,我們卻很少提及。它就是感測器。手機的智慧,除了晶片和演算法之外,其次就是因為有了感測器。

感測器在成就手機「智慧化」的同時,也在讓VR&AR構建的虛擬世界變得更「真實」。我們手機的虛擬功能,比如互動、遊戲、都是透過處理器強大的計算能力來實現的,但與現實結合的功能,則是透過感測器來實現。

這其實和我們人類與外界進行互動類似。人類的五種感覺:聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺,是我們感知外界環境的方式。而承載這些感知的,正是我們的耳朵、眼睛、面板、鼻子和嘴巴等器官。感測器就像手機的這些「器官」,承擔著手機感知外界的重任。

當我們把手機橫過來的時候,有加速度感測器檢測手機的移動方向;當我們拍照時,有影象感測器捕捉外界光線;當我們晚上醒來看手機時,光度感測器會自動將螢幕亮度調節到最低;而溼度感測器能感知到你的世界是不是在下雨;距離感測器在你接打電話時能夠自動熄滅螢幕……

加速度計、磁力計、陀螺儀、光強度計、壓力計、GPS、麥克風、距離感測器……這些我們幾乎每天都會用到的感測器,正在背後默默構建著我們的「智慧世界」。

感測器是數字世界的基石

以後是一個萬物互聯的世界,這已經是業界已有的共識。但是,這個世界究竟會怎麼運轉呢?沒人知道具體情況。但是有一個邏輯卻繞不過去:數以億計裝置裡的感測器會收集到海量資料,這些資料使得機器學習成為可能,而機器學習的結果就是人工智慧得以進化,從而讓變得更「聰明」的AI去指導各種裝置更精確地執行任務,而機器的行動又會觸發感測器……

這樣就形成了一個完整的迴圈,將智慧世界賴以發展的感測器、大資料和人工智慧連線起來,共同構成未來世界運轉的基本邏輯。老子說萬物有始,這個「始」在萬物互聯的世界裡,就是以感測器收集資料為開端。

從這個角度來看,感測器驅動資料增長,晶片驅動AI發展,它們一起構成了我們整個數字世界的基礎。

所以,看到這裡你應該明白了,感測器這東西不僅是我們手機實現「智慧」的關鍵,還是其他所有電子裝置實現「智慧」的關鍵。小到手環中用來檢測你心率的光學心率感測器,大到用來實現汽車自動駕駛功能的毫米波雷達。在萬物互聯的世界中,感測器可以說是數字世界不可或缺的「水和空氣」。

同樣,我們前面提到的VR&AR以及元宇宙所展現的數字世界,也得構建在感測器的基礎之上。

就拿VR來說。VR翻譯成中文叫「虛擬現實」,是與虛擬世界中的物體進行自然互動,透過視覺、聽覺和觸覺等獲得與真實世界相同的感受。我們前面說,VR相對於如今的智慧裝置來說,它的革新之處在於改變了人機互動的方式。那麼,在VR裝置中,我們可以選擇哪些互動方式呢?

具體來看,有手勢識別、動作捕捉、體感輸入、手柄/按鈕、頭部追蹤、眼球追蹤以及腦波控制等互動方式,而這些都需要使用到感測器。

運用陀螺儀、加速度計和磁力計來模擬轉動速度等細節進行頭部追蹤;透過鐳射感測器來檢測手部運動,實現特定操作的手部追蹤;運用紅外追蹤感測器,追蹤眼球移動,來實現眼部追蹤等。

那麼,這種互動方式革新之處在哪裡呢?我們來舉個例子。比如說眼動追蹤。和手勢識別、動作捕捉等一樣,眼動追蹤讓使用者無需手動輸入(如使用鍵盤或滑鼠)即可進行交流。透過眼球追蹤,使用者只需簡單地觀看內容即可參與其中,例如選擇武器或拿起球。

這些毫無疑問為下一代人機對話關係奠定了良好基礎。其實,不只是VR這樣的裝置,像智慧手機也在探索未來的人機互動方式,比如華為手機的隔空手勢操作。

寫在最後

感測器就像我們這個智慧時代的空氣,隱藏在每一臺裝置裡面,我們每天都要和它打交道,但我們卻看不到。

而如今,這個智慧時代的「空氣」正在擴大其「勢力範圍」。據日經中文網報道,日本感測器初創企業Aroma Bit研發了一種「氣味感測器」,利用類似CMOS的技術,以1毫米見方的尺寸實現媲美犬類的嗅覺,並將其嵌入智慧手機中。只要搭載氣味感測器的手機,就具有檢查房間的氣味、檢查口臭等功能。

一直以來,在五覺中,相對於「視覺、聽覺和觸覺」來說,「嗅覺和味覺」最難被數字化。如今隨著氣味感測器的問世,或許我們會看到人類在虛擬世界中實現全感官體驗的那一天。

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