揭秘谷歌ATAP實驗室

也許親兒子X Lab需要退隱一段時間，現(xiàn)在是“養(yǎng)子”大顯身手的時候了。

前一陣子谷歌的I/O大會的確讓資深谷粉時間線君憂慮了一陣子，不過來自谷歌ATAP部門及其最新推出的三項新技術(shù)的確炫酷。也許親兒子X Lab需要退隱一段時間，現(xiàn)在是“養(yǎng)子”大顯身手的時候了。

ATAP實驗室原隸屬于摩托羅拉旗下，對Moto X 的開發(fā)計劃有重要貢獻(xiàn)。之前谷歌收購摩托羅拉，后又轉(zhuǎn)手于聯(lián)想，但仍保留了ATAP部門。如今ATAP在項目的科幻性和前瞻性上與X Lab不相上下，只不過它更加關(guān)注移動領(lǐng)域。

例如，他們設(shè)計了貼在手臂上的數(shù)字紋身，可以用于解鎖智能手機(jī)。最有名的要數(shù)Project Ara項目了。它以模塊化的思維徹底重塑了智能手機(jī)的面貌，讓用戶得以完全按照自己的意愿組裝手機(jī)，挑選符合自己需求的硬件，包括攝像頭、傳感器、電池等。甚至還可以在手機(jī)里集成血氧計，用于測量脈搏速度和血氧水平。模塊手機(jī)的整個“創(chuàng)造”過程就像挑選應(yīng)用一樣簡單。

ATAP還設(shè)計了一款名為Tango的平板電腦原型產(chǎn)品，可以自動繪制周圍環(huán)境的3D模型，幫助盲人導(dǎo)航。

谷歌對ATAP實驗室的要求是在兩年內(nèi)快速將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，這也意味著對于高效率流程的要求。 ATAP首先會尋找一個在科學(xué)基礎(chǔ)和工程上需要重大突破的專案，一旦確認(rèn)就會組織一個內(nèi)部專家團(tuán)隊，隨后會迅速將團(tuán)隊成員擴(kuò)展到其他產(chǎn)業(yè)與學(xué)科的領(lǐng)域。

以Project Tango 為例。這個項目不僅需要計算機(jī)視覺和機(jī)器人領(lǐng)域的專家，也需要鏡頭、相機(jī)和制造業(yè)方面的人才。ATAP自己的核心成員只有十多人，但外部專家有40人左右，來自美國、歐洲的大學(xué)和NASA的噴射推進(jìn)實驗室。

目前，ATAP的合作伙伴已經(jīng)達(dá)到了300多個，涵蓋來自22個國家的大學(xué)、創(chuàng)業(yè)公司、政府和非盈利機(jī)構(gòu)。

ATAP所有的項目都必須要完成最終產(chǎn)品，這一規(guī)定有助于激發(fā)創(chuàng)新并保持專注。只有當(dāng)開發(fā)者能夠研發(fā)出可大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品而不僅僅是技術(shù)原型時，許多技術(shù)挑戰(zhàn)才能真正得到突破。

值得注意的是，ATAP的每個項目只有2年的期限。如果實驗室不能在2年內(nèi)做出產(chǎn)品，項目則會面臨三種命運(yùn)。一是項目被徹底放棄，二是分拆出來成為獨(dú)立公司或授權(quán)于其他公司，三是轉(zhuǎn)入谷歌其他部門繼續(xù)開發(fā)。沒完成的項目的負(fù)責(zé)人也會被更換。因此ATAP的每個項目都保持著很強(qiáng)的緊迫感，每過一周時間，部門的技術(shù)人員都會提醒團(tuán)隊成員他們與最后期限的距離又近了1%。

谷歌的這種做法與一般的科技巨頭不太一樣。像IBM這樣的企業(yè)，往往會雇傭大批研究人員，其科研力量甚至能與大學(xué)的研究院匹敵。但谷歌研究人員都是以產(chǎn)品為核心，也正是因為如此才會在搜尋和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域分別產(chǎn)生出了谷歌搜索和谷歌翻譯這樣的產(chǎn)品。

ATAP實驗室在谷歌I/O 2015大會上介紹了實驗室在過去一年內(nèi)各個方面的進(jìn)展。現(xiàn)在我們來看一下這些炫酷的技術(shù)到底都是怎么樣的。

首先是Project soli。我們的雙手非常精巧，其活動性要遠(yuǎn)超越手腕與手臂。最適合手指發(fā)揮活動性能的活動范圍大約是10至20厘米，誤差準(zhǔn)許度越低則性能越好。但隨著動作難度增加，效率也會隨之降低。

因此，要想在人手與智能可穿戴設(shè)備的交互問題上完全發(fā)揮出雙手的活動性能來，就需要盡可能降低捕捉的誤差，并把雙手控制在一定范圍內(nèi)。手指觸摸屏幕的誤差如果在1厘米以上，操作能夠傳遞的信息量會非常有限；使用觸摸筆雖然可以降低誤差、提升傳遞的信息量，但體驗不好。而且，觸屏的限制在于無法捕捉3D空間內(nèi)的手指動作，如捏、搓、抓握、轉(zhuǎn)動等?？梢姽夂图t外攝像頭雖然可以捕捉距離，但因為可見光/紅外無法穿透手指，因此無法捕捉到被遮擋部分的動作。

而在語音交互、虛擬現(xiàn)實等可穿戴設(shè)備的核心技術(shù)還未完全成熟的情況下，如何擺脫屏幕“小”的限制，精準(zhǔn)地捕捉與識別手指的活動，也就成為當(dāng)前智能可穿戴設(shè)備交互場景所面臨的一大挑戰(zhàn)。Project Soli 技術(shù)則有望解決這一問題。

這是一種60GHz毫米波技術(shù)，基于無線電波反射而建立的交互體系。波長5毫米的無線電波有能力捕捉到5米空間范圍以內(nèi)的精細(xì)動作。用戶控制設(shè)備的感應(yīng)途徑將不再受制于觸摸屏幕。

Project Soli的理念在于，借助脈沖雷達(dá)波，在任意空間捕捉用戶的手勢，實現(xiàn)對設(shè)備的控制。其目標(biāo)是將無線電波發(fā)射器和接收器嵌入到手表上，在四分之一硬幣尺寸的芯片里集成無線電波發(fā)射天線與接收天線。不過目前為止這個目標(biāo)還沒實現(xiàn)，谷歌 I/O 2015大會上演示用的設(shè)備尺寸約有半個巴掌那么大。分享者表示將會在10個月內(nèi)發(fā)布Project Soli設(shè)備，并計劃在今年晚些時候發(fā)布項目的SDK套件。

Project Jacquard是一個將人機(jī)交互界面植入到衣物當(dāng)中的項目。在天才的ATAP研究人員眼中，或許衣服才是真正的“可穿戴”設(shè)備，是連接虛擬與現(xiàn)實的新接口。相比于智能手機(jī)、手表等設(shè)備，衣物更為人的肢體所接受和認(rèn)同，不會有那么大的異物感。再加上衣物的產(chǎn)年量大約是智能手機(jī)產(chǎn)量的百倍以上，市場空間巨大。

最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是，如何將人機(jī)交互界面植入到衣物。例如：如何將生產(chǎn)過程融入到紡織品的工廠制作流程中？如何令電子電路和芯片抵抗熨燙的高溫、洗衣機(jī)的水泡并在穿戴過程中免遭拉扯的破壞？

ATAP實驗室與日本一家布料工廠進(jìn)行合作，將導(dǎo)電的線路與棉線編織到一起并保留柔軟的觸感，支持不同色彩和布料。技術(shù)團(tuán)隊也要與服裝設(shè)計師合作，以便將將芯片順利植入到外套等衣物當(dāng)中。

目前ATAP實驗室已經(jīng)與Levis合作設(shè)計了一款搭載了Project Jacquard的棉質(zhì)外套，外套的觸摸感應(yīng)區(qū)可以識別多點觸摸，并支持一定距離內(nèi)的隔空操作。

在ATAP的眾多項目中，Spotlight Stories似乎是技術(shù)含量最低的一個，但卻最符合老牌研究實驗室的那種天馬行空的風(fēng)格。這個項目希望探索一種全新的方式，利用智能手機(jī)來重塑動畫制作和講故事的規(guī)則。項目團(tuán)隊由一群電影行業(yè)高端技術(shù)人士組成，包括《阿拉丁》、《小美人魚》、《美食總動員》的動畫制作人員。

SpotlightStories創(chuàng)造了一種新型的沉浸式視頻內(nèi)容，不僅把控制權(quán)交給用戶，而且能夠推動智能手機(jī)突破功能局限。它將會讓用戶盡情地沉浸在專為移動設(shè)備打造的故事世界里。借助3D和2D動畫、360度全景視頻、立體聲音效以及傳感器融合技術(shù)，用戶可以在這款軟件的屏幕下體驗身臨其境的故事之旅。

在谷歌今年的I/O大會上，團(tuán)隊放出了首支Spotligiht Stories的微電影《Help》。該部電影由《速度與激情》系列導(dǎo)演林詣彬執(zhí)導(dǎo)，目前只出現(xiàn)在部分摩托羅拉機(jī)型中。

谷歌的ATAP實驗室的確激動人心，這不僅因為它所展現(xiàn)出的與眾不同的野心，還因為它對創(chuàng)新的專注。而它對待創(chuàng)新的態(tài)度也獨(dú)樹一幟。有的實驗室過于專注純粹的技術(shù)，雖然可以獲得學(xué)術(shù)上的利益，但卻很少能催生實際的應(yīng)用成果。還有一些則希望將突破性的研究與產(chǎn)品創(chuàng)新融合在一起，但卻收效甚微。ATAP實驗室遵循著自己的新規(guī)則，做到了既能接納新技術(shù)，又能開發(fā)出實用的產(chǎn)品。

不過，這個“養(yǎng)子”是否能夠繼續(xù)令谷歌保持住自己作為科技創(chuàng)新界中流砥柱的地位，就要看這些科幻色彩濃重的技術(shù)是否順利商業(yè)化了。