交互式投影开启通向物联网的窗口

本文作者：Bosch Sensortec GmbH光学微系统营销总监 Frank Fischer

 

物联网（IoT）正在对各种工业进行转型，并实现强大的商业应用，但这对消费者群体有何影响？

 

想象一下这样的世界：更少的电灯开关、按钮或液晶显示器；整个世界基于几十个传感器和复杂控制系统；智能恒温器或服务机器人不断聆听和响应我们的需求，为我们提供直观、可靠、无处不在的服务。这就是未来——物联网的世界。

 

这些设备能够帮助我们掌控周围环境，应对日益复杂的现代生活方式。这是一个真正的反直觉概念，即通过更加复杂的技术来简化生活。在这种情况下，物联网用户界面（UI）在确定用户输入的类型和数量，以及从技术设备获得的反馈的类型、范围和形式方面发挥越来越重要的作用。

 

然而，我们本质上是通过一个或多个屏幕观看世界。例如，几乎每个人都拥有一个甚至几个智能手机。当然，在许多情况下，智能手机提供了非常强大的用户界面，用于访问物联网领域的一小部分活动进程。然而，我们预计在许多情况下，用户界面将会在我们周围的真实和有形世界中“隐身”，在被需要的时候就会出现，并在不需要时保持隐藏状态。

 

如果我们的设备可以将虚拟交互对象直接从数字空间投射到现实世界，这将是一个多么令人振奋的创新！它将通过“混合现实”（Mixed Reality）与“物联网”域大大扩展我们的交互范围！ 

 

世界上传感器、设备和物联网应用比比皆是，但我们坚信，我们与技术交互的方式正在经历一场沉默的革命。在即将到来的十年中，我们预见到交互式激光投影将从根本上改变我们现在的用户界面概念，以及我们与世界展开技术交互的方式。令人兴奋的是，交互式投影现在已经不仅仅出现在电影屏幕中，Bosch Sensortec的BML050微型扫描仪已经使之成为现实。

 

 

图1：Bosch Sensortec的BML050微型扫描仪可实现交互式投影。（来源：Bosch Sensortec）

 

使用户界面更简单、更灵活，充满更多乐趣！ 

比如，像咖啡机这样的标准消费电器。人们会认为，一台精心打造的厨房电器很难再实现改进了。然而，消费者总是在寻求新的、时尚的、与众不同的商品。如果虚拟用户界面、菜单、图片和信息可以将咖啡的冲煮过程提升到一个新的水平呢？电器拥有了激光投影虚拟用户界面之后，外观可以得到显著的精简，按钮、旋钮和液晶显示屏逐渐让位于这种新颖的、基于软件的交互形式。消费者喜欢体验柔和的色彩，以及简洁、智能和直观的功能，家电的功能不应仅限于做意式浓缩咖啡或烤面包。家电必须令人印象深刻，必须让消费者赞不绝口。将可编程的虚拟用户界面结合到我们的电器中将会使更为复杂的电器（如洗衣机和微波炉）更加简便易用，用户可以灵活地设置为特定任务而设计的专门程序，例如基于内置食谱的定时烹饪程序。这开启了一系列以用户为中心的功能，并在早期使用者中大有市场。有远见的制造商非常清楚这一点，BML050微型扫描仪完美满足了他们的需求。 

 

控制复杂功能有时的确十分复杂。高端全自动咖啡机具有如此多的功能和特点，用户手册也许比在上海高峰时间的路况导航更加繁琐：按钮、弹出或下拉菜单、滑块、拨盘、旋钮、灯、蜂鸣器、收音机调谐器……我们所需要的难道不就是一杯咖啡吗？ 

 

交互式投影能够完全摒弃物理输入/输出元件，从根本上简化咖啡机、烤面包机或洗碗机的操作。电器和设备更小巧直观，产品设计拥有更多的可能性，对消费者的吸引力亦获得提升。投影产生的用户界面可以动态适应和响应特定的用户任务，仅显示相关任务的信息。这意味着，复杂可变的内容会以简洁且易于理解的格式直观呈现出来。咖啡机现在可以将大型、清晰的图像投射到任何表面，如厨房台面或桌子上。用户只需点击投影按钮或菜单项来设置他们喜欢的咖啡样式，例如，淡、普通、浓三种浓度；卡布奇诺、拿铁、意式浓缩咖啡等种类；小杯、正常或大杯。这一切是如此简单便捷。此外，系统的直观辅助功能在用户与技术的交互进程中持续伴随，使日常生活的任务更简单、更轻松、更有趣。 

 

 

图2：简单便捷：使用交互式用户界面选择您最喜爱的咖啡。（来源：Bosch Sensortec）

 

即使用户界面在烹饪的时候被阻挡或被弄脏，仍然起作用。您精心擦亮的电器上再也没有油腻的指纹，再没有必要亲自动手触摸电器，您的电器将能够保持干净。此外，用户可以在虚拟屏幕上观看食谱视频，或使用虚拟键盘与朋友聊天。 

 

实践中的交互式投影

为了现实所有这一切，Bosch Sensortec开发了BML050微型扫描仪，它拥有两个MEMS反射镜，当被整合到一个完整的投影机参考设计中时，可将RGB彩色激光图像投射到任何一种表面。

 

除了激光投影，BML050还具备必要的手势感应功能。通过测量照明对象的光学反馈，系统可以检测到用户与投影内容之间的任何干扰。由于光学反馈直接由投射光决定，因此不需要投影仪和检测之间的校准。用户只需开启并按下一个虚拟按钮！

 

物联网的窗口

显然，我们在这一领域的使命不仅仅是为了革新冲煮咖啡。事实是，基于交互式投影的混合现实将被用于各种设备，只有设计工程师想不到，没有技术做不到。

 

此外，由数十个单独液晶屏幕和按钮组成的用户界面环境较为复杂，确实为更广泛的物联网应用造成了障碍。消费者根本无法应付安装在家中的更多屏幕和按钮。交互式投影提供了一种创造按需界面的方式，提供更大、更清晰、更直观的控制元件，这些元件在不需要时候会隐藏起来。预期的结果是，家里不再会堆积更多杂乱的屏幕和控制面板，我们采取“干净墙壁”的方法，给您带来一个拥有更少的光开关、按钮或液晶显示屏的互联世界。

 

烹饪家电或服务机器人等设备的特点将在于简洁的设计理念。产品可用性将大大提高，制造商可以不受物理界面的限制，任意为其产品添加更多增值功能。

 

对消费者来说，与情景相关、菜单导向的用户界面将带来显著的优势。用户可以扔掉纸质的用户手册，因为直观的帮助将会始终通过用户界面提供指导，必要的时候还包括视频和图像。视觉解释使设备更方便使用，特别是对于不想阅读使用手册的用户，或不知如何开始使用新服务机器人的老年人或儿童大有帮助。交互式投影将对目前正在渗透消费电子市场的语音控制用户界面进行补充。

 

此外，投影图像不仅仅限于用户界面功能。它将用于播放视频和投影图形和文字，例如食谱和YouTube上的烹饪视频。它还将可以访问社交媒体或令用户能够与邻居、家人和朋友进行视频通话。

 

 

图3：老年人使用服务机器人：虚拟用户界面提供更清晰和更直观的控制元素。

 

可穿戴和更多可能性

家电领域的创新故事才刚刚开始。交互式投影还将在可穿戴设备和其他便携式设备中找到许多细分市场。用户希望获得轻巧轻便的设备，同时也需要大屏幕来管理日益复杂的应用程序，解决这个难题过程中，交互式投影将发挥关键作用。BML050微型扫描仪足够紧凑，可安装在便携式智能设备中。

 

微型扫描仪最有可能在游戏中大量使用，将投影图像融合到真实物体上。当然，导航程序是一种很自然的搭配，“了如指掌”这个词在此能够获得全新诠释。

 

随着这项技术的进一步发展，超出我们今天想像的新应用将会出现，并很快成为我们日常生活中理所当然的一部分。也许在几年后，市面上可能会推出框架中带有一个小型交互式MEMS投影机的智能眼镜。镜片上的投影图像可为佩戴者提供信息或增强现实。

 

紧凑模块

尽管上述概念仍然在计划论证中，但是其中所使用的MEMS镜像技术已超越这一步骤。BML050微型扫描仪体积小巧，功率高，适用于移动和电池供电的设备。通过先进的斑点抑制，以及对MEMS镜片和激光二极管的精确控制，此设备可提供绝佳的投影质量。投影无需聚焦，生动的激光色彩超过人眼可察觉的自然色彩。

 

这款微型扫描仪是一款完全对准，随时可用的标准解决方案，其中包括所有MEMS镜片和控制电路、激光和激光驱动器以及单个紧凑包装中的电源管理。有关BML050工作原理的信息可在Bosch Sensortec YouTube频道查看。 

 

分销商尚未获得参考设计。一旦参考设计进入渠道推广阶段，Bosch Sensortec网站将发布公告。 

 

 

图4：装有BML050微型投影仪的即拆即用型投影机参考设计。（来源：Bosch Sensortec）

 

结语

使用Bosch Sensortec BML050微型投影仪，工程师将转变我们在许多产品中创建全新用户界面的方式。交互式投影将使消费者的日常生活变得更加轻松、更激动人心，并为物联网应用清除许多现有障碍。我们十分期待了解设计师将如何对其加以利用，我们已然可以预见一个令人兴奋的创新时代！

 

MEMS传感器——物联网的基础

作为领先的物联网（IoT）公司，博世为智能家居、智能城市、移动互联和互联工业提供创新解决方案。公司利用其在传感器技术、软件和服务方面的专长以及自己的物联网云为客户提供一站式互联跨域解决方案。博世的战略目标在于为互联生活创造解决方案。 

 

智能MEMS传感器技术可以让我们家庭、城市、车辆和工作场所的物品可以感知和互联。随着物联网的出现，越来越多的设备将彼此互联，这为MEMS传感器技术带来了严峻的挑战，在低成本、小尺寸、低功耗以及整体系统性能之外，MEMS传感器必须满足更多需求。

 

Bosch Sensortec提供广泛的MEMS传感器和执行器解决方案组合，能够很好地应对这些挑战并满足物联网市场的需求。

 

关于Bosch Sensortec

Bosch Sensortec GmbH是罗伯特·博世有限责任公司（Robert Bosch GmbH）的全资子公司，为智能手机、平板电脑、可穿戴设备及物联网产品开发并提供定制MEMS（微机电系统）传感器与解决方案。产品组合包括3轴加速度计、陀螺仪和地磁传感器、集成6轴和9轴传感器、环境传感器，以及全面的软件组合。自2005年成立起，Bosch Sensortec已成为上述市场的MEMS技术领先企业。博世公司自1995年至今一直是MEMS传感器领域的先锋与全球市场的领导者，至今所销售的MEMS传感器数量已超过80亿。全球每两部智能手机中便有一部使用Bosch Sensortec的传感器。