为了让消费者拥有更直觉的使用体验,近年来人机介面技术不断推陈出新,已从传统的滑鼠控制快速进展到触控、手势、体感、以及声控等各种多样化方式。
但是,介面技术的进展是永无止境的。
现在市场上又出现了以眼球追踪(Eye Tracking)和脑波控制(Brain-Control)的全新应用,业者企图将过去这些医疗用技术扩展到规模更大的消费市场,随着技术的日臻成熟,未来可望带来更多的创新应用。
「抓住眼球」不再遥不可及
过去已有利用眼球追踪技术来控制电脑操作的实例,但大多数是针对瘫痪病人设计的特殊装置,并没有大量的商业化应用。在技术成熟与价格下滑的双重因素推动下,业界已看好眼球追踪技术扩大到电脑、手机、汽车、游戏机等消费应用。
眼球追踪技术的基本原理是利用低功率的红外线光束照射使用者的眼球,再由感测器撷取由瞳孔、虹膜、角膜等不同部位反射回来的光线,经由复杂的演算法分析后便可确定眼球注视的目标。
此技术已有长期发展历史,随着电子技术的进步,过去价格昂贵的眼球追踪头戴装置已经从十年前的3万美元下跌到不到1.5万美元。同时,用于电脑操控的固定式眼动控制装置也已不到5000美元,瑞典业者Tobii Technology更预期这类装置将于近期内降到3000美元以下,相关应用也将日益兴起。
以过去两年崭露头角的Tobii为例,该公司已陆续发表多项产品,可将眼球追踪技术用于电脑和游戏机的人机介面,使用者利用眼睛就可完成选择、滚动、缩放和导航等操作。
事实上,看好眼球追踪技术的前景,英特尔已于去年投资2100万美元,买下Tobii 10%的股权。 Tobii也已于今年初发表可支援Windows 8的最新Tobii REX方案与Tobii Gaze Partner计画,企图建构生态系统伙伴,让眼球追踪应用能够短期内快速起飞。
不仅如此,包括联想、海尔都已经着手开发利用眼球追踪技术操控的笔电和智慧型电视。此外,三星近期已推出具备能以眼球滚动手机页面的新款手机Galaxy S4。可以预期,未来采用此新人机介面技术的消费产品将越来越多。
另一家于2011年从哥本哈根一所大学研究机构独立出来的Eye Tribe,也正积极开发商业化眼球追踪软体开发套件,供游戏开发商使用,并已获得玩具业者乐高(Lego)和丹麦国家基金的挹注。
图二 : 利用可戴式眼球追踪装置研究消费者的购物行为(图/Tobii) |
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除了作为人机操控介面之外,事实上,眼球追踪技术的应用范围非常广泛。举例来说,可用来开发驾驶辅助系统,一旦侦测到驾驶出现爱困现象,便立即发出警讯。此外,在可用性、广告、购物行为研究等各方面都将有庞大潜力。
像针对网站和软体可用性研究,利用眼球追踪技术可以得知使用者的立即反应与眼光注视的分布情况,借此找出提升吸引使用者目光的方式。另外,利用头戴式的眼球追踪装置还能在真实场景中测试广告或标示牌是否有效发挥作用,以及消费者在卖场购物时的目光路径,与最终购物决定间的关系等。
此外,在体育训练、阅读、认知心理学等各种学术研究领域,眼球追踪技术也都有发挥的空间。早在几千年前,孟子就告诉我们的「观其眸子,人焉廋哉」 ─ 从一个人的眼神中可以找到许多值得探究的讯息─ 这类眼球追踪技术的应用,的确是这句话的最佳体现!
图三 : 藉由眼球注视的分布情况,进行手机接口的可用性研究(图/Tobii) |
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脑波应用 ─ 让机器读懂你的心
脑机介面(Brain-Computer Interface,BCI)则是另一项新兴的人机介面,透过开发出能侦测到脑电波(EEG)的生物感测器,以用来进行操控机器、训练大脑、教育学习等各种应用。
与眼球追踪技术一样,过去脑波感测领域一直局限在医疗用途,主要是因为外在环境的各种噪音会影响脑电波的撷取,病患通常需要在无干扰的环境中,在头上涂抹湿式导电凝胶才能进行脑波侦测。
此情况在NeuroSky(神念科技)于2008年开发出第一款干式脑波感测器以及专利的噪音过滤技术,并将其用在以念力推动小球的玩具产品上后,便有了突破性的进展。由华裔人士杨士超创立的NeuroSky,这两年来已广泛获得主流媒体的关注。
图四 : 52岁Jan Scheuermann在13年前罹患退化性脑部疾病,造成颈部以下瘫痪,如今能操作这支先进的机器手臂(如送巧克力到自己嘴里),达到的控制与流畅程度前所未见。(图/Zanichelli) |
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当然,脑波活动是非常复杂奥妙的,商业化的BCI产品并没有企图与能力一窥究竟。根据学理,不同的神经活动会产生不同的脑波模式,可呈现出不同的大脑状态。例如,当脑波位于12到30Hz之间时,即Beta波,表示大脑正处于专注状态。当脑波在8到12Hz时,即Alpha波,表明大脑正处于平静放松的状态。
目前,NeuroSky的脑波感测器便主要锁定专注与放松这两个状态的应用,也已经有了许多实际的商业应用例子,像是Mattle公司开发的念力小球玩具MindFlex、,Uncle Milton公司的Star Wars Force Trainer意念训练玩具、Brain Athlete的Golf Coach,可帮助高尔夫球员侦测其精神放松和集中程度,以调整到最适合比赛的大脑状态,以及PLX XWave耳机,可应用在iPhone和iPad上,随时对大脑进行锻炼、充电和娱乐等。
另一款让脑波感测器受到瞩目的产品,则是去年底在日本上市的necomimi猫耳朵头饰,它特殊设计的耳朵外形能根据侦测到使用者的集中或放松状态自由摆动,成为一种酷炫装扮,而广泛受到青少年的欢迎。
也因此,NeuroSky目前正积极推动开发者计画,希望能集合业界力量发挥创意,扩大脑波感测器应用的各种可能性,特别是在教育和增强脑部健康等市场。不管是眼球还是大脑,这些过去科幻小说中出现的人机介面应用已逐渐成真,它们的未来发展,让我们拭目以待!