當(dāng)智能音箱遇上激光雷達(dá),會(huì)出現(xiàn)怎樣的新奇體驗(yàn)?

激光雷達(dá)（LiDAR）目前最為人所知的應(yīng)用領(lǐng)域就是自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域（但特斯拉CEO馬斯克對(duì)此持不同意見），據(jù)英特爾支持的一組研究人員表示該技術(shù)還可用于改善我們與智能音箱的互動(dòng)方式。如今眾多物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備都具備感知功能，包括物體和手勢(shì)識(shí)別等，而SurfaceSight在其中發(fā)現(xiàn)了更多商機(jī)。

該技術(shù)研究的目標(biāo)是為現(xiàn)有的智能音箱和其應(yīng)用提供環(huán)境感知能力?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員Gierad Laput和Chris Harrison通過在亞馬遜Echo和谷歌Home Mini上配置緊湊型激光雷達(dá)，從而讓智能音箱能夠感知周圍物體的形狀和運(yùn)動(dòng)。他們已于日前開幕的ACM CHI 2019大會(huì)上展示了此項(xiàng)研究成果。

激光雷達(dá)利用激光進(jìn)行測(cè)距，有效地從物體表面反射不可見光，然后根據(jù)光線反射回來所需時(shí)間構(gòu)建點(diǎn)云圖。雖然激光雷達(dá)技術(shù)通常與自動(dòng)駕駛汽車相提并論，幫助車輛根據(jù)周圍區(qū)域的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，有效避讓車輛或行人，但該技術(shù)通常也用于機(jī)器人、無人機(jī)和其它應(yīng)用中。

重要的是，現(xiàn)在激光雷達(dá)的價(jià)格也進(jìn)入了相對(duì)可承受的范圍。雖然目前用于汽車領(lǐng)域的高精度激光雷達(dá)相對(duì)來說仍然較為昂貴，制造商們也正尋求新的制造工藝來實(shí)現(xiàn)突破，希望能夠提供體積更小、成本更低的傳感器。例如，SurfaceSight所搭載的激光雷達(dá)制造成本就低于100美元，而且研究人員推測(cè)隨著固態(tài)激光雷達(dá)的更廣泛應(yīng)用，成本將會(huì)進(jìn)一步降低。

對(duì)于SurfaceSight，應(yīng)用各不相同。一種可能性是用手指和手進(jìn)行手勢(shì)輸入；或者，當(dāng)手機(jī)放在智能音箱周圍的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)識(shí)別出用戶想要聆聽的音樂。

此外，SurfaceSight還可估計(jì)人的朝向，當(dāng)用戶主動(dòng)指出智能音箱方向時(shí)，它可以優(yōu)先考慮命令識(shí)別。有人提出，在背景音量過大，智能音箱聽不到語音命令的情況下，這項(xiàng)功能非常有幫助。當(dāng)然，該技術(shù)也支持定義邊界區(qū)域，只有在這些邊界區(qū)域內(nèi)可以識(shí)別手勢(shì)，甚至還可以通過手勢(shì)來建立這些邊界區(qū)域。

在引入激光雷達(dá)之后，識(shí)別平面并不一定是水平的。在另一個(gè)演示中，將激光雷達(dá)集成到智能溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器中，SurfaceSight可以識(shí)別人手在墻壁上的運(yùn)動(dòng)（順時(shí)針或逆時(shí)針畫圈），進(jìn)而對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。它可以識(shí)別對(duì)墻面的輕扣、滑動(dòng)和畫圈運(yùn)動(dòng)，將某種表面有效地?cái)U(kuò)展成控制墊。這可以參考谷歌Soli（微型雷達(dá)裝置，利用雷達(dá)波束捕捉三維空間中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)功能或特征的非接觸式控制）的思路，但識(shí)別范圍更廣。

SurfaceSight真正有趣的地方在于它如何使用激光雷達(dá)識(shí)別物體。該團(tuán)隊(duì)通過對(duì)傳感器訓(xùn)練，可以識(shí)別如秤和量杯等不同廚房物品，以及工具等車間物品。通過使用激光雷達(dá)技術(shù)的多步驟方法可以跟蹤正在完成的工作，并自動(dòng)前進(jìn)?；蛘?，可以將手勢(shì)與語音聯(lián)系起來，以提供更多的背景信息，比如搖動(dòng)量杯，同時(shí)詢問“這里面有多少盎司？”

當(dāng)然，激光雷達(dá)目前確實(shí)也存在一些缺點(diǎn)。首先是遮擋問題：傳感器依賴于視線。具有相同輪廓的不同物體也可能會(huì)讓SurfaceSight產(chǎn)生混淆。研究人員建議，可以使用攝像頭甚至反射條形碼的某種組合來區(qū)分它們，智能音箱友情提醒用戶，如果想讓系統(tǒng)有效運(yùn)行，請(qǐng)主動(dòng)清理音箱周圍區(qū)域。

重要的是，激光雷達(dá)技術(shù)精確度高，隱私保護(hù)方面優(yōu)勢(shì)也比較大，也就是說，基于攝像頭的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)是無法媲美的。例如，激光雷達(dá)傳感器無法區(qū)分不同的人，也不會(huì)用來在家里拍攝照片。

準(zhǔn)確地說，智能音箱目前還處于消費(fèi)商品級(jí)別，亞馬遜和谷歌都在競相壓低價(jià)格。盡管兩家公司都認(rèn)為語音是將來大眾首選的主要互動(dòng)方式，但這樣做是以犧牲其它感知方式為代價(jià)的。熱衷于激光雷達(dá)技術(shù)可能不是解決這個(gè)問題的唯一方法，但是不可否認(rèn)的是，如果智能家居控制中心的設(shè)備知道你在做什么，而不僅僅是等你告訴它該怎么做，那么這些設(shè)備在智能家居市場將會(huì)占有一席之地。