懂手语,只用一副手套
2016-07-01肖文杰
肖文杰
《圣经》里记载,人类最初都说着同一种语言,但因为他们想造一座通天塔,被惊动的上帝才创造了不同的语言。现在,越来越强大的翻译软件似乎已能让人类回到最初的状态—不过,它漏掉了那些无法说话的聋哑人群。
今年5月,博世中国展示的一副智能手套似乎可以补上这一缺口,它可以翻译手语,并通过连接手机等设备,将手语用语音表达出来。根据世界卫生组织(WHO)的估计,全球大约有1700万人使用手语。这副手套,能让他们与其他近70亿人无障碍交流。
博世这副手套之所以能实现这一功能,靠的是手套里藏着的14个动态传感器,它们被安放在每个指关节之间,以及手腕处。这些传感器会捕捉人手的一切动作,然后把它们转化为各种手势形状,再根据手语库把它翻译成语言。
“一开始的版本传感器要更多,位置也更接近关节,现在的设计能最高效地满足精度需求。”负责这一项目的博世技术顾问宋恩亮告诉《第一财经周刊》。理想的状态是,带上这个手套打手语,一个手机App就可以实时传译。
动作识别在体感游戏中并不新鲜,但这副手套仍要面临一些难题。要知道,手语并不是全球统一的,它甚至有100多种。但它们基本结构相似,所以一个熟练的手语者可以快速学习另一种手语,而且根据语境,也可以迅速分辨手势的细微差别—博世需要做到的是,尽可能地丰富手语语义库,并让软件系统也能像人类一样具备举一反三的能力。
看上去,博世这副手套是那种“早就应该想到”的发明,因为它的原理比较简单:用传感器把手的形状和动作描述出来,再与手势词库对应。但为什么这种手套没有早点发明出来?
传感器不够强大是一个重要原因。捕捉动态的传感器主要是加速计和陀螺仪。iPhone上那些赛车游戏,还有自动翻转的屏幕,都是靠它们。而在智能手机变成必需品之前,动态传感器主要用于汽车或工业设备这样的大家伙中。这些传感器体积较大、耗电,也较为昂贵。更关键是,它只负责“感受”,然后传输一些角度、阻尼(使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用)大小之类的原始数据,但无法“理解”这些数据的意思,所以需要额外的处理单元去分析原始数据,而这样的控制单元往往也很耗电。
可以想象一下,如果用过去的那种传感器制作手语手套,那你戴起来大概会像一个关节炎重症患者,因为传感器挺大;而且你可能做不了太久手语,因为手套一会儿就要充电。
智能手机的普及让动态传感器的年销量从亿级变成了数十亿级,这种量级的变化往往意味着技术的大跃进。
现在的传感器已变得更聪明。以博世智能手套里使用的产品为例,它在传感器中内置了微小芯片和算法,在收集数据之后,传感器能自行处理原始数据,理解到底发生了什么位移,然后告诉后台处理单元,这能让手套上的“大脑”—分析数据的处理单元,工作压力减轻不少。博世的手套上只配置了一个邮票大小的处理单元,再加上传感器自身的能耗降低,它现在已能做到永久免充电。
和计算机一样,更强大的同时,传感器还更小了。目前主流的惯性传感器平均体积已缩小至十年前的1/10,比如博世的动态传感器BHA250,它像纸片一样薄,面积和半粒大米差不多,嵌在手套里根本感受不到。
博世已为这副手套申请了技术专利,在其专利书中,有一个值得注意的细节:专利所有者叫作“博世(上海)智能科技有限公司”,这是博世在中国最年轻的分公司之一,成立不到3年。
而它的前身是一个叫作NBT(New Business Team)的内部团队。它有点类似博世内部的创新孵化器,负责在这个有30万名雇员的庞大跨国公司里寻找并支持一些新想法。巴西、印度、中国3个新兴市场都有这种团 队。
中国NBT团队孵化的项目中有一些已经商用,比如一个消费级的自动空气检测系统,有些汽车公司已经成为它的客户。为了运营这些项目,NBT团队在2013年独立出来成为了一家公司。
可以发现,这些项目的共同点是注重软件和消费市场。而手语手套在其中还属于一个不那么成熟的项目,这大概也是它目前最大的问题—商用化。针对弱势或小众群体的技术要投入市场总会面临更多障碍。宋恩亮并没有透露正处于测试阶段的手套的大致成本,但他承认,这一产品,目前在国内推广还略有难度。
其实,这副手语手套的市场并不小。目前,博世正试着把它应用于自己的生产线,用来记录物料仓库的提取记录,或帮助新员工快速熟悉技术,用时髦的话说,它将成为“工业4.0”的组成部分之一。
当然,其更广阔的前景还是消费电子市场。要知道,这副手套的灵敏度已可以达到无延迟地记录弹钢琴的动作的程度,所以,它能做的事情显然也不限于翻译手语。博世传感器业务亚太区总裁Leopold Beer认为,VR市场将是这一技术未来的主要应用场景。
“今后肯定是通过传感器,而不是相机来捕捉人的动作,这意味着一切VR场景都需要这类传感器。你可以用它打游戏、演奏音乐、拨打电话,这些都可以戴上手套凭空完成。”Leopold Beer对《第一财经周刊》说。
消费级电子产品的研发者,大多并不像生产汽车和工业设备的公司那样非常熟悉传感器,这些研发者往往不懂得如何处理位置、温度等等数据,所以它们更需要有“独立头脑”的传感器系统,而不单单是“五官”。
动态传感器只是传感器中的一小类。现在的传感器除了气味以外,几乎可以测量一切。而像博世这样的公司,正在把各种传感器整合成诸如医疗传感器组件这样的套餐,然后推销给智能硬件的研发者们。
变得更聪明且更便宜的传感器正加速智能硬件的发展。除了博世以外,今年,华盛顿大学的两名学生也研发出了功能类似的手套,用的就是从电商网站上购买的这种传感器套件。
启迪那些动手能力强大、精通算法,但缺乏硬件技术支持的开发者开发出更多的智能硬件,这或许也是博世这副手套的另一个价值。