走進交互感知技術：在幻境和現實中穿梭

專訪廣東省科技進步獎一等獎獲獎單位廣州幻境科技：VR造夢交互未來

中新網廣東新聞4月17日電題：走進交互感知技術：在幻境和現實中穿梭

作者蔡敏婕

戴上VR頭顯和手勢交互識別手套，神經外科醫生在虛擬環境中重復練習手術技能，卻不消耗醫學耗材；遠在海外的民眾能觸摸到位于廣東陽江的“南海一號”古文物；學生自主選擇不同的危險環境，學習公共安全逃生知識，但不需要布置逃生場地……這些技術看似遙遠，但其實已可以通過虛擬現實交互感知技術實現。

3月25日，廣東科技創新大會在廣州舉行，由廣州幻境科技有限公司(以下簡稱“幻境科技”)自主研發的“高沉浸式虛擬現實交互感知關鍵技術與應用”項目，榮獲2019年廣東省科技進步獎一等獎?；镁晨萍几笨偨浝睃S昌正是項目參與人之一，他介紹，該項目綜合了傳感器、控制、信息、計算機、機械、手勢識別等多學科的理論與技術，研發了高沉浸式虛擬現實交互感知核心產品，形成了面向醫療、文旅、消費電子等多個行業的典型應用。

“在公司成立之前，我們只是一個對手勢識別有著共同愛好的開源社區愛好者。2010年，基于三軸加速度慣性傳感器，我們研發了手語翻譯手套，目的是方便聾啞人交流。2015年，我們發現VR交互產品只有手柄，使用起來無法完全識別人的手部動作。我們便打算研發一款可以在虛擬現實中手勢交互的產品，于是萌生了創業的想法并很快獲得了第一筆天使投資”黃昌正說道。

發展至今，幻境科技已成為一家能提供手勢自然交互整體解決方案的高新技術企業，團隊專注于研發手勢識別、動作捕捉、人工智能等產品，涉及虛擬現實、智能穿戴、輔助駕駛、文化娛樂、智能醫療等多個行業和領域。

幻境科技重視科技創新，其擁有基于慣性傳感芯片的動作捕捉、手勢識別、多模態自然交互等核心技術，例如，實現高精度動作捕捉和零延遲感的Handy手勢識別套件，實現多人遠程協同虛擬手術的哈雷醫療手術機器人等。此外，幻境科技還重視產學研合作，2019年牽頭獲批組建“廣東省人工智能與虛擬現實交互工程技術研究中心”，聯合中廣核研究院有限公司、香港城市大學聯合共建“廣東省先進核能人工智能與虛擬現實工程技術研究中心”還牽頭承擔省重點領域研發計劃項目。

談虛擬現實：核心技術獲得突破

多人在同一教學場景內協同互動，觸摸真實世界的虛擬場景；重塑隋唐大運河柳孜遺址原型，立體詮釋隋宋文化歷史發展；快速識別面前經過的人，同時眼前會出現相應的身份信息，減輕執法工作負擔……幻境科技的展廳內，上述技術得到詮釋。

黃昌正說：“目前虛擬現實領域存在兩個主要問題，首先是標準制定。行業級的虛擬現實軟硬件標準以及工業互聯網設備、產品標識解析、數據交換、安全通信等標準尚在制定中，軟件開發工具、數據接口、人體適用性等標準也還未明確，這造成了行業應用方對大規模推廣虛擬現實產品缺乏信任；其次，虛擬現實領域缺乏成熟普適的操控交互手段，各大廠商采用各自的方案，包括眼球追蹤、動作捕捉、肌電模擬、方向追蹤、手勢識別等不同技術和方案，客觀上難以形成行業的大規模應用?！?/p>

為了解決上述問題，黃昌正帶領團隊以高精度的傳感器與光慣融合算法作為切入點，聚焦自然手勢識別技術，經過近10年的探索，利用人的多重感官和動作通道(包括語音、手寫、姿勢、視線、表情等)，經過3DOF手柄-6DOF手柄-數據手套-紅外追蹤-裸手交互的迭代更新，先后推出Nulltouch、Handy、Sprint以及人工智能視覺手勢識別產品。這些系列產品以并行、非精確的方式與計算機環境進行交互，使人們從傳統的交互方式的束縛中解脫出來，進入自然人機交互新時代。

談發展前景：應用市場廣

虛擬現實技術在改變生活的同時也擁有廣闊的市場，目前，虛擬現實技術在工業、醫療、教育、娛樂等領域都有較為成熟的應用場景。

據前瞻產業研究院發布的《中國虛擬現實(VR)行業市場需求與投資規劃分析報告》顯示，2016至2019年，中國虛擬現實行業市場規模發展迅速。2019年，中國虛擬現實行業市場規模達398.4億元，預計2020年市場規模達556.3億元，同比上升40%。

幻境科技從2019年起，與韓國、土耳其及港澳臺地區的虛擬現實行業或產業協會對接，向境外部分地區銷售模擬仿真的手勢交互手套和應用，用作游戲應用開發等。黃昌正表示，與海外相比，中國虛擬現實的優勢主要來自應用市場，特別在硬件設備，而海外的內容制作比較完善。 “在國外，有日韓、歐盟、美國的客戶了解到幻境科技的研究成果后，紛紛到公司作實地考察，均購買了相關產品進行應用開發?；镁晨萍寄壳耙舱c相關國外機構客戶洽談海外代理權事宜；在國內，我們已服務中廣核集團、廣日電梯、華南理工大學、南方醫院、小米科技、羊城通等超過200家的客戶?！?/p>

基于虛擬現實技術應用，幻境科技還在人工智能、增強現實和大數據領域等進行拓展。例如利用利用AI芯片加速技術，降低計算和通信延時，力求提高輔助駕駛的安全性；通過NDoF(多個轉角自由度)姿態追蹤套裝，根據不同應用場景實現由3DoF到6DoF，單點(關節)到多點(全身)的人體姿態追蹤。同時，智能騎行頭盔在結合增強現實技術下，能為騎手提供可視化的信息和駕駛安全保障，減少交通事故的發生。

黃昌正稱，“在智能醫療領域，幻境科技基于人工智能、大數據、全息以及虛擬現實云等技術，開發出了哈雷醫療手術機器人。過去醫生在閱片診斷時，要憑借自身的診斷經驗判別病變體和周圍組織；如今借助哈雷醫療手術機器人，醫生可以直觀地獲取三維醫學影像，快速、精準地對病變體和周圍組織進行分析與判斷”。除了三維閱片以外，顱腦外科醫生還可以利用VR環境中的三維重建、模塊分割、術中配準和云協作等服務，完成術前診斷、術前規劃、醫患溝通、術中導航、遠程醫療及醫學培訓等，極大地解決了現代醫療的時間成本大與安全風險高的問題。