企業快訊: ADI與Microsoft合作量產先進3D成像產品及解決方案

Analog Devices, Inc.（Nasdaq: ADI）宣佈與Microsoft Corp達成策略合作，將運用Microsoft的3D飛時測距(ToF)感測器技術協助客戶輕鬆建立高效能3D應用，實現更高的深度精度，而不受具體的環境條件限制。ADI將基於Microsoft Azure Kinect技術為工業4.0、汽車、遊戲、擴增實境、運算攝影和攝像等領域提供領先的ToF解決方案。

工業市場現正推動3D成像系統的發展，這些系統可用於需要人機協作機器人、房間映射和庫存管理系統等先進應用才能實現工業4.0的嚴苛環境中。此外，ToF並可在汽車應用中實現乘坐檢測和駕駛員監測功能，為駕駛員和乘客提供更安全的汽車駕乘體驗。

ADI消費性電子事業部總經理Duncan Bosworth表示：「客戶希望深度圖像採集能夠和拍照一樣簡單。HoloLens混合實境頭戴裝置和Azure Kinect開發套件中均使用了Microsoft的ToF 3D感測器技術，該技術被視為飛時測距技術領域的業界標準。將這種技術與ADI自主建構的解決方案結合，將使客戶能輕鬆開發和擴展所需的下一代高性能應用，而且是開箱即用。」

ADI正設計、生產和銷售一全新系列產品，其中包括3D ToF成像器、鐳射驅動器、基於軟體和硬體的深度系統，這些產品將提供卓越的深度解析度，精度可以達到毫米級。ADI將圍繞互補金屬氧化物半導體(CMOS)成像感測器建構完整系統，以提供3D細節效果更佳、操作距離更遠，且操作更可靠的成像，而且不受視線範圍內的目標限制。此平台為客戶提供隨插即用功能，以快速實現大規模部署。

Microsoft合作夥伴硬體架構師Cyrus Bamji表示：「ADI是將物理現象轉化為數位資訊之領導者。此次合作可擴大我們ToF感測器技術的市場滲透率，協助開發商用3D感測器、攝影機和相關解決方案，這些產品與方案可與基於Microsoft depth、Intelligent Cloud和Intelligent Edge平台建構的Microsoft生態系統相容。」

ToF 3D感測器技術可精準投射僅持續數奈秒的受控鐳射，之後這些鐳射從場景中反射到高解析度圖像感測器，而對這個圖像矩陣中的每個像素提供深度估值。ADI新推出的CMOS ToF產品基於Microsoft技術，可實現高度精準的深度測量，是具有低雜訊、防多路徑干擾高穩定性，且易於量產的校準解決方案。ADI的產品和解決方案已開始提供樣品，首款運用Microsoft技術的3D成像產品預計於2020年年底發表。如需瞭解更多資訊，請瀏覽：www.analog.com/TOF

Analog Devices 公司簡介
Analog Devices, Inc. 為全球領先的高性能類比技術公司，致力於解決最艱鉅的工程設計挑戰。我們協助客戶運用無與倫比的技術進行感測、測量、電源、連接和解讀，智慧地搭起現實和數位領域之間的橋樑，從而更瞭解周圍的世界。詳情請瀏覽：www.analog.com。

微軟先前已經宣布停產旗下Kinect體感攝影機，同時原本在Xbox提供的Kinect語音控制功能，目前也已經由亞馬遜Alexa或Google Assistant數位助理服務取代，顯示Kinect體感攝影機的應用將徹底在Xbox平台消失。

【量化「跑步經濟性」的另一條進路】

運動科學家在量化跑步經濟性時，使用的攝氧量和速度之間的關係，簡單來說：誰能用最少氧氣能跑出相同的速度，就代表誰跑得最有效率。也就是「單位時間內所用的能量」愈少，經濟性愈高。

兩星期前在香港參加研討會，主講者之一是來自瑞典的Dr. Fredrik，他設計出了一套能夠方便「量化跑步經濟性」的軟體「MotionMetrix」，硬體用的是XBOX 360的kinect來搜集數據。他運用他的物理知識來計算跑步經濟性（他是物理學博士），而且他的方法只需要40秒，相較於費時費事且硬體需求大的攝氧量測試，這種方法的確方便多了。

背後的物理原理他有公開講授，也有展示在每一份報告裡，這邊也分享出來（見附圖）。

先簡單定義一下圖中的名詞：
* 跑步經濟性 Running Economy，簡稱RE
* 總作功 Total Work，簡稱Wtot
* 彈力交換 Elastic Exchange，簡稱EE，或ε

RE = Wtot × (1 - EE)

力學能量的「總作功」（Wtot）是從三個面向來計算，分別是：
* 垂直振幅所作的功
* 肢體擺動時所作的功
* 水平位移所作的功

每次測驗只需40秒，我用4:17/km的配速跑了40秒後，系統算出我的EE是25.4% (他說袋鼠可達90%)。我每分鐘每公斤體重所使用的能量是：2.73 Jouels/kg/m。在同樣的配速下這個數值愈低愈好，報告的分類中只要低於2.7就進入菁英等級。

Dr. Fredrik另闢蹊徑，從力學能量 (Mechanical Energy)的觀點來量化跑步經濟性，非常有意思。在角度、力量和力矩的計算的準確度應該已達到某種程度的精確性，但在計算「免費外力」上的精度尚有待商確（因為沒有考慮到「重力力矩」和「落下角度」，我也找機會跟他提了），不過，我覺得方向是對的，對我很有啟發……當時聽到演講時心理驚嘆：「原來也可以這樣來運用！」

完成兩天的研討會和工作坊後，主辦人Chris和Oscar請我們在大排檔吃飯，Dr. Fredrik直說這是他這次來香港最棒的一餐。我和Dr. Fredrik也直接在街邊討論起力學和能量，我提出了一個分析的觀點，希望他能考慮到重力力矩的作用，他說他從來沒想過，會回去好好想想。我們也問他EE是怎麼直接透過動態的視覺分析算出來的，他委宛地說這是機密。但我真的好想知道XD！！這幾天只要有空就一直在想幾種EE演算法的可能……。

他在演講中的一句結論，我印象特別深刻：「只有角度而沒有力量向量的分析是意義不大的。」因為力矩需要有「力量」和「力臂」，只有角度是無法計算壓力的。這套系統被Chris與Oscar用在物理治療工作的診斷與預防傷害上，他們會去觀測各個關節。

要量測角度，才能確認「力臂長度」，有時雖然受力很小，但角度很大，（力矩大）會帶來較大的桿杆壓力；有時雖然角度很小，但受力很大。哪一種情況受傷風險高並不一定，要透過「力×力臂」來量化之後才能知道。他這套系統最厲害的地方在於，直接透過視覺影象分析就能計算各「支點」所受的「力量大小」，進而計算力矩，這也是Dr. Fredrik比較自豪的地方。

Dr. Fredrik從2012年開始研發……他說了這段辭職在家靠老婆養，創業到2014年賣出第一套之後才算確認這個工具被市場接受，目前持續優化、也持續賣到世界各地，年底將有第二代全新的產品上市。真的很佩服他，跨領域結合他的物理專業和對跑步的熱愛，為量化跑步經濟性與受傷風險這個問題提出了解法、製造成產品，又找到了自己的商業模式。

當場看到資深的物理治療師Chris透過40秒分析出來的跑步或步態分析數據就能找出問題。Chris說這套系統很強大，應用空間很廣。

這是他們系統的官方網址，有興趣的可以進一步了解：https://www.motionmetrix.se
目前這套系統已在香港、上海、北京和世界上其他七個國家採用，包括菁英運動領域（聽Dr. Fredrik說北京清華大學相關科系也跟他採購了一套，看來數據上的精確度已被各領域肯定）。

可透過手勢控制遊戲中的戰機，類似 KINECT 這類的應用

微軟的研究開發單位Microsoft Research，在美國拉斯維加斯舉辦的CES 2013中，發表了遊戲應用投影技術「Illumiroom」。本技術主要透過Kinect感應技術掃描實際所處場地空間，配合投影機投放可配合螢幕顯示畫面的延伸情境影像，例如遊戲中的場景，或是特效聲光畫面的延伸，讓使用者可以體驗更融入的互動影像情境。相關影像呈現都是透過即時演算傳遞，而非事先預載的內容，同時目前整個研發仍處於原型設計階段，暫時還沒有實際應用於相關產品的計畫，或許在今年E3會有更進一步的消息。
(C)Microsoft

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自從微軟推出Kinect體感攝影機，標榜全身體感的創意也帶動遊戲界新風潮，而Kinect推出的眾多對應遊戲中，音樂遊戲一直佔了大宗。不過因為微軟也提供Kinect開發套件，讓玩家也能自己嘗試開發對應軟體，也讓Kinect應用程式如雨後春筍的出現。不過這個《電音計畫》是很不一樣的創新，標榜結合體感、音樂以及雷射投影，玩家只要站在Kinect攝影機前，會經由雷射投影影，把玩家身影以幾何形狀投射出來，玩家揮舞身體可以產生各種音符，舞動身體可以產生魔幻的電音效果，搭配雷射投影更是炫目。只不過這種玩法還要搭配昂貴的雷射投影，一般玩家應該玩不起，就只能把它當成是一種新型態的音樂表演藝術吧!!
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