隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的現(xiàn)場，如掃地機(jī)器人、服務(wù)員機(jī)器人、廚師機(jī)器人、迎賓機(jī)器人等，機(jī)器人作為顛覆性的技術(shù)，不光是技術(shù)方面的發(fā)展，同時也能夠帶來科學(xué)和技術(shù)進(jìn)一步融合。

　　自從有了人類也就有了手勢，在說話時常常通過肢體語言來強(qiáng)化所要表達(dá)的內(nèi)容，這種自然形成的交互方式與GesTIC技術(shù)相結(jié)合必定能促進(jìn)現(xiàn)代人機(jī)互動的發(fā)展。鑒于此，電子發(fā)燒友網(wǎng)《機(jī)器人技術(shù)特刊》誠邀Microchip亞太區(qū)人機(jī)界面及高級輸入設(shè)備部營銷經(jīng)理Andreas Guete，共同探討機(jī)器人領(lǐng)域中3D手勢跟蹤與識別傳感技術(shù)未來走向以及發(fā)展趨勢。

　　Microchip亞太區(qū)人機(jī)界面及高級輸入設(shè)備部營銷經(jīng)理 Andreas Guete表示，Microchip開發(fā)的GesTIC®技術(shù)只有一個目標(biāo)：給3D手勢識別提供高性價比的單芯片解決方案，而MGC3030和MGC3130完全實現(xiàn)了此目標(biāo)。

　　“人手有意義的運動”被稱為手勢，它們的運用非常廣泛。Andreas Guete表示，Microchip手勢識別解決方案專為檢測這些運動進(jìn)行了優(yōu)化，并根據(jù)不同的應(yīng)用選擇不同的芯片——由于無需主機(jī)進(jìn)行任何干預(yù)，因而集成手勢識別如同連接機(jī)械按鈕一樣輕松。

　　同時，可識別的手勢除了上下左右簡單的方向移動外，還包括許多復(fù)雜的畫圈。Andreas Guete表示，集成此類手勢識別即廉價又輕松，可以開拓更多更廣泛的市場，如音響系統(tǒng)、家庭自動化及數(shù)字屏幕產(chǎn)品都囊括其中，將來還可能開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)、游戲、汽車市場等等。

　　克服傳統(tǒng)識別技術(shù)三大挑戰(zhàn)

　　相對與傳統(tǒng)識別技術(shù)，在三個主要方面，Microchip手勢識別解決方案都可以克服：

　　其一，基于攝像頭的手勢識別解決方案是傳統(tǒng)的跟蹤和識別手勢的方式。攝像頭以光線作為感應(yīng)元素，需要鏡頭來捕捉圖像。這種傳統(tǒng)方法有五個不足：

　　1、視角。攝像頭有一定視角，靠它越近，它可能越看不見你；

　　2、光線條件。無光、過分光照及迅速改變光照環(huán)境時都無法獲取數(shù)據(jù)；

　　3、僅能獲取原始數(shù)據(jù)，任何攝像頭都能成像無數(shù)。比如1兆像素、50 fps、8位RGB等于150 MBps的原始數(shù)據(jù)流，可是不需要原始數(shù)據(jù)，而需要檢測手勢。所以需要硬件計算單元進(jìn)行計算，還需要編寫軟件或購買現(xiàn)成軟件的許可權(quán)來檢測真實的手勢?？偠灾夯跀z像頭的手勢識別復(fù)雜而昂貴；

　　4、通孔及裝配空間。要安裝攝像頭的鏡頭就需要打孔并且孔還需要有一定的深度，這與我們的初衷背道而馳。而且，一小搓灰塵就有可能讓基于攝像頭的系統(tǒng)失效；

　　5、隱私。攝像頭會監(jiān)視用戶的行動，使個人隱私受到威脅。

　　其二，雖然通過布置多個攝像頭和人造光可以解決視角和光線的問題，而便宜好用的GesTIC從沒有這些問題的困擾。

　　其三，以電場作為感應(yīng)媒介開發(fā)了GesTIC技術(shù)，擺脫了色彩和光線的約束，它耗電少、原始數(shù)據(jù)約為2 kBps—大大低于攝像頭系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量，這些都確保其單芯片手勢處理的可行性。

　　MGC3x30系列凸顯差異化優(yōu)勢

　　在音響系統(tǒng)中，手勢能實現(xiàn)對系統(tǒng)的快速控制，輕松揮手即可實現(xiàn)音軌切換，用手指在空中畫圈即可調(diào)大音量。Andreas Guete表示，GestIC對主機(jī)沒有要求（所有計算均由芯片完成），所以它對嵌入式設(shè)備來說是絕佳的手勢解決方案，這也是市場上唯一提供自動喚醒功能的系統(tǒng)。沒有互動時，系統(tǒng)將進(jìn)入低功耗狀態(tài)，當(dāng)檢測到人手靠近時系統(tǒng)會被喚醒。優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

　　一是，MGC系列不僅低成本而且低功耗，堪稱獨一無二的分立式手勢識別系統(tǒng)，它有許多卓越的特性也許一開始并不特別引人注目。除了自喚醒模式和各種簡單復(fù)雜的手勢控制方式，最受消費者喜愛的當(dāng)屬手勢port功能；

　　二是，MGC能將手勢映射至引腳，從而只需幾根電線就可以將MGC3030/3130與主機(jī)相連，無需總線；

　　三是，MGC SoC的設(shè)計使之能在1 us內(nèi)轉(zhuǎn)換至完全激活狀態(tài)——支持在任何時間檢測任何手勢，同時功耗最低，因為系統(tǒng)僅在需要時才會被喚醒。

　　靠近電場時，系統(tǒng)總會發(fā)出傳導(dǎo)噪聲，這是電容性系統(tǒng)的通病，在這方面，GestIC也有所突破。對此Andreas Guete表示，GestIC不僅內(nèi)置了自動頻率采納（AFA），同時還引入了數(shù)字噪聲濾波算法來過濾噪聲，AFA將工作頻率設(shè)定為與頻率最低的噪聲相當(dāng)，自適應(yīng)數(shù)字濾波確保靈敏地檢測手勢所需的信噪比。不僅如此，所有工作均由芯片獨立完成，與主機(jī)無關(guān)，GestIC還能覆蓋完整感應(yīng)區(qū)，無任何盲點。

　　看清觸摸傳感未來布局策略

　　觸摸傳感已成為許多產(chǎn)品的必備功能，習(xí)慣了智能手機(jī)帶來的便捷，于是希望其他商品也一樣便捷。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，Andreas Guete表示，Microchip將不斷致力于向單芯片解決方案添加更多功能，比如屏幕表面手勢識別。如今大家都喜歡輕輕一劃刪除郵件，完成該手勢識別的是操作系統(tǒng)，許多嵌入式設(shè)備不依靠操作系統(tǒng)運行，所以通常不具有這種巧妙的界面交互。

　　現(xiàn)有的2D觸控器和未來的2D觸控器都會內(nèi)置表面手勢識別系統(tǒng)。Andreas Guete指出，“捏指縮放”將更加普及，不僅限于手機(jī)，還將繼續(xù)提供防水觸摸解決方案，從防水按鈕到2D防水觸控器，實用性永遠(yuǎn)是我們關(guān)注的重點。就性能、低功耗和溫度范圍而言，Microchip產(chǎn)品十分突出，對汽車市場也很感興趣，未來將為汽車客戶提供量身定制的產(chǎn)品，擴(kuò)大1D、2D和3D產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

　　不僅如此，在CES上也展示了GestIC手勢識別與屏幕相結(jié)合這一最新創(chuàng)新技術(shù)。人們長期以來一直希望能通過多點觸摸或在屏幕正前方不超過20 cm處通過3D手勢操控屏顯內(nèi)容，如今這一夢想已成現(xiàn)實。Andreas Guete表示，希望未來除了靠GestIC和3D手勢技術(shù)，也能靠觸摸板、觸摸屏和按鈕開發(fā)新市場，對Microchip用戶界面解決方案和用戶來說，CES僅僅是一個開端，輝煌的一年即將到來。

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