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用触觉导航世界

——记ME310课程触觉导航臂带设计小组

全新思路:用触觉进行方向导航

夸父追日,指引他的是天边那一轮太阳。

哥伦布手里握着一纸地图,发现新大陆。

而今,随着智能技术的飞速发展,智能电子屏幕惠及生活各个方面,地图和语音功能的结合使得导航功能更为完善。科技发展的确带来便利,但大大小小的屏幕也确实分散了人们的精力。一心多用在智能时代,成为不得不面对的一个难题。

出发前,拿出手机对路线设定好导航,把声音尽可能调到最大,同时还要嘱咐好身边随行的同伴,“记得多注意一下沿途的路牌,别到时候走错了方向。”小张是一名自行车爱好者,闲暇时喜欢与朋友一块去到所住城市周边附近进行骑行。但是对新环境的陌生,时常使他们需要耗费时间停留在路上,花时间找路标,看地图。“没办法,毕竟骑车过程中没办法看手机,而且还要一边关注路况、找路标,所以看地图的时候就得停下来,特别费时间。”

类似的情况也常发生在行人身上。初到一个陌生之地,不管是用地图还是手机进行导航,所有精力都专注于眼前的地图上,难以兼顾路况。对于背包客,也会让其无法欣赏周遭景色;若是再缺乏方向感,即使地图也无法帮助其顺利到达目的地。而对于有一定视觉障碍的人来说,小型的视觉地图不够友好,难以辨识。

来自中国科学技术大学的五名同学在微软亚洲研究院(MSRA)的支持下参与了斯坦福大学的全球联合新产品设计创新(ME310)课程,与美国斯坦福大学的三名学生一起开发项目:ROMU --将视觉转换为触觉的可穿戴臂带来帮助解决这一困扰。他们设计的可穿戴臂带参加了凭借此创意,获得了2014年中美青年创客大赛全球二等奖的好成绩。

(来自中科大的同学们)

该小组设计的触觉导航臂带将视觉感觉信息转化为触觉信息,通过放置在臂带中的四向振动仪来给使用者传输方向信息,以此完成对信息检索和导航功能的使用。如此,便可帮助骑行者、背包客、年迈者和视觉障碍者释放视觉感官和双手,在行走过程中更好地对眼前环境进行观察。

“每个人都是人生中的旅行者”。在展示作品时,他们描绘了这一臂带的使用前景。背包客不再错过旅途的风景,骑行者得以专注眼前的道路,新来者摆脱对手机屏幕的依赖。

自2012年开始,“可穿戴”这一检索词在互联网被不断检索。作为超轻量级移动设备,它拥有手机、计算机等不具备的可记录身体数据、交互更加直接等特点。同时,业界的辅助条件已经逐步成熟,类似芯片和低功耗能蓝牙等技术革新也提供了进一步的支持。

目前市面上大多数可穿戴设备产品,无法摆脱突破智能手机和平板电脑等面临的同质化问题。而小组成员并不打算涉及另一款智能手表,而是希望创造出一些不同的产品。在不断、反复的思考和沟通后,将眼光投向了触觉反馈机制,希望能够找到除视觉之外的其他反馈方式。

从顶尖研究院获得技术支持

微软亚洲研究院高级研究员张虹博士曾撰文指出:Haptics是一个崭新的领域,通过硬件与软件结合的触觉反馈机制,模拟人的真实触觉体验。 MSRA对如何在消费产品及可穿戴设备中应用Haptics技术的研究也充满兴趣。因此,在该小组的设计开发过程中,也提供了大量的技术帮助和指导。

“我们在前期标杆管理阶段的背景资料搜集以及中期抓取情感数据方面的技术支持都是在MSRA老师的指导和帮助下完成的。”来自中国科学技术大学的王牧对MSRA研究员们的帮助记忆尤深。 “MSRA在计算机技术研究方面的广度和深度都令人非常佩服。”王牧说道。

(可穿戴设备:ROMU原型)

张虹博士也对这一项目给予了指导并给出许多可行的建议。“这些学生都非常有想法,他们希望创造出一些不一样的东西,而不是又一个类似的智能手表之类的产品。”

MSRA对此类创新项目的支持由来已久。2010年,微软——中科大联合培养实验班成立,将研究院与这所高等学府的合作以具体形式确定下来。该设计小组中五位来自中科大的同学就是通过参加微软所赞助的ME310创新设计课程从而获到了研究院各位研究员的帮助,并与斯坦福大学学生建立合作。

ME310课程是斯坦福大学的全球联合新产品设计创新课程,作为斯坦福大学最有影响力的课程之一,至今已有四十多年历史。该课程以小组为学习单位,每个小组都由一个世界性知名高科技企业赞助。在为期近一年的课程中完成项目课题。至此,MSRA已经连续第三年赞助了这门斯坦福ME310课程,2011 年,中科大成为ME310课程第一个来自中国的国际受邀合作大学,同步设置了相对应的“设计创新”课程。

未来趋势:跨国合作助力项目开展

借由这一课程,也建立了小组各成员之间的联系。随着互联网的出现,全球一体化程度不断加深。培养具有全球意识并且能够与来自不同文化、拥有不同技术背景的人进行合作的人才显得更为重要。小组成员来自中美两国,文化上的差异性和碰撞,反而激发出整个合作团队的热情。“可能我们更偏技术层面一些吧,而美国学生他们会更全面一些,从设计到软硬件方面的技术支持再到测试,他们都有很擅长的同学。”和美国同学的合作让王牧等人享受开放轻松的团队氛围的同时,也意识到团队精神对于项目开展的重要性。

(中方同学在进行项目演示)

MSRA也十分认同此类国际性合作。“作为跨国性企业,微软深知培养优秀人才的重要性。尽管目前这种跨国合作项目在国内并不算多,但是长远来看,它能够带来中国学生文化上的改变并且影响国内大学今后培养的模式。”张虹博士如是说。

(中科大同学与微软亚洲研究院张虹博士(后排左二)、微软亚洲研究院学术合作经理吴国斌博士(后排右一)、中科大指导教师李斌老师(后排左一)合影)