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  • LITHO設備:交互控制器

    LITHO成立于2018年,其使命是改變人類與技術的關系,目標是讓科技不再是現實世界的障礙,而是讓人們加強和融入周圍環境的工具,隨著智能鎖、燈光、語音助手和增強現實(AR)等數字連接設備在我們的日常生活中越來越普遍,創建與空間計算交互的直觀方式至關重要。因此,LITHO開始設計一種可行的輸入設備,使人們能夠在現實世界中以相對較低的成本在不同的平臺上與數字事物進行交互。


    在評估了AR與數字設備交互的不同方式之后,包括手跟蹤、眼睛跟蹤和手持控制器,我們為Litho的外形設計了一個早期的環形原型。早期的用戶測試表明,如果選擇環設計,則有必要制造大范圍的尺寸。隨后,在工業設計公司的質詢幫助下,我們深入研究了其他形式的因素,從而得出了Litho的獨特設計。該設備是一個光滑而不引人注目的控制器,設計為舒適地坐在佩戴者的食指和中指之間。它的底部有一個觸控板,一個運動傳感器陣列,并提供觸覺反饋。領先的技術是在一個精密加工鋅合金底盤。簡單地說,Litho的跟蹤軟件可以識別控制器通過藍牙連接的設備所指向的位置,Litho的核心交互框架的基礎是指向一個對象與之交互的概念。

    Litho得控制器可以通過藍牙連接到用戶的智能手機或智能眼鏡,Litho公司的新型跟蹤軟件能夠準確估計控制器在空中的位置,從而識別用戶所指的位置。這種上下文感知的指向信息打開了無限的可能性:畫畫,打開和關閉你的燈,用你的手的動作操縱音樂,與手勢互動。與手持控制器不同,Litho用戶可以在佩戴設備的同時執行日常任務,如打字、喝咖啡、開車。Litho在待機狀態下的電池使用時間為2000小時以上,而在活動狀態下則為8小時以上。


    Litho iOS演示應用程序試圖用漂浮的氣球、可粉碎的玻璃盒和重力行星來捕捉這一奇跡,增強現實很有用,但也很神奇。我們對普適空間計算的未來有了一個遠大的愿景,我們希望通過給開發者用戶提供預設的交互和用戶界面預設,幫助他們為未來設計原型。因此,Litho與Unity SDK捆綁在一起,它為用戶提供了一個完整的工具包,可以在許多不同的平臺上創建交互式增強現實體驗??刂破骱蚐DK包于2019年9月推出,售價199美元。從那時起,我們已經發布了數百個開發工具包,并與一些有遠見的組織合作?,F在,LITHO正在專注于發布一款內容創建應用程序,以授權非技術用戶創建自己神奇的AR體驗。


    試用微軟的hololensv1是設計與空間計算交互的輸入設備的主要動力。Hololens抓住了空間計算的神奇潛力,但它缺乏一種合適的交互方式。用戶必須學會一些難以理解和不自然的手勢來進行交互,而且這些手勢在執行時往往無法識別。此外,為了讓設備識別手勢,用戶必須在互動過程中舉起手來看著耳機。我們看到,AR創造者和用戶所面臨的困難是缺乏一個在3D空間中創建和交互的可行輸入設備。移動AR創建者使用2D屏幕在3D空間中進行設計——交互效果不佳,阻礙了AR內容的查看。最終用戶還面臨著這樣的交互挑戰:要在Wizards Unite中在3D空間中施展咒語,用戶需要在智能手機屏幕上繪制一個曲線圖。這些障礙導致不精確、效率低下和缺乏創造性的控制。我們發現了一個機會,創造一個低成本,但精確和通用的可穿戴輸入設備的移動和耳機AR。

    首先,我們試驗了現有的最先進的產品,用于在日常場景中與AR交互。在這個過程中,我們發現這些替代品在實際使用中有局限性。例如,眼球跟蹤對于表達興趣非常有用,但是通過保持凝視進行選擇是很不舒服的;語音適合于選擇分類數據,但不適合滾動或縮放對象或體積;手持控制器在日常使用和企業使用案例中受到限制,因為它們需要一只手來控制控制器。腕式肌電控制器面臨一些尚未解決的信號處理挑戰??臻g計算的前景是上下文和日常計算:在公共汽車上,在辦公室,在廚房,在工廠。我們意識到,這使得Litho允許終端用戶在佩戴設備的同時用手執行其他任務變得至關重要。石頭必須是低調的和可穿戴的。LITHO的第一次迭代是一個環形原型,在側面有一個觸控板,用于敲擊和滾動。我們很快在用戶測試中意識到,這種環的形狀使得有必要生產各種尺寸的戒指。研究小組試驗了一種乳膠環,以減少對多種尺寸的需求,但它很快就松了。除非我們認為最接近2毫米的材料不適合使用。此外,Litho還需要生產兩種以上的尺寸:對于一家小型硬件初創企業來說,這是一個艱難的戰略。


    我們繼續調查了諸如邁錫斯特羅的戒指這樣的彈性形狀因素,但是由于擔心舒適性以及材料與珠寶不同的感覺,導致這些材料被打折。事實證明,在不影響性能和功能的情況下,很難將必要的電子元件(包括電池)安裝到環中。在一些不起眼的人之后,我們深入調查了另一種手指磨損的形狀因素——除了設計咨詢公司的地圖——讓我們找到了立德獨特的、開放的、螺旋狀的形狀。該裝置位于食指和中指之間,邊緣是開放的,因此大大減少了對各種尺寸的需求。觸控板位于設備的下方,佩戴者的拇指可以輕松接觸到觸控板進行交互。為了獲得外形所需的結構剛度,我們意識到我們必須為立德的底盤選擇一種金屬。早期的塑料原型太脆弱了。在進行了一系列3D打印原型后,我們加工了一套鋼和鋁合金。我們喜歡金屬磨損時的溫度和重量,當你穿上金屬時,它感覺很好,因為它很冷,然后它會加熱到你的身體。


    我們最終選擇了鋅壓鑄底盤,而不是鋁,因為它比鋁密度更大,使產品感覺更堅固。它的每單位生產成本也遠低于鋁,而鋁在制造一個相對低成本的裝置中很重要。我們還簡要地探討了用于Litho的陶瓷,它可以使Litho無線充電(金屬可以阻止這種情況),也可以使射頻設計更容易。然而,我們意識到,由于制造限制,我們無法獲得我們設計的壁厚。對于觸控板,我們選擇使用后噴玻璃,因為這比我們早期的激光切割亞克力原型感覺更高級??箘潅砸彩桥宕髟谌说氖稚系脑O備所必須具備的素質。一旦確定了形狀,我們做了一些模型來測試適合性和手感,包括一個化妝品模型和各種3D打印模型。最終的尺寸是在臨時草圖之后決定的,草圖顯示它應該是可行的。 


    指向一個對象要與之簡單交互是Litho概念中的關鍵。為了識別用戶所指的位置,我們選擇使用MEMS傳感器與連接設備的SLAM數據相結合。通過傳感器融合處理巖性數據,輸出控制器相對于連接設備的位置近似值。與許多替代輸入設備不同,Litho不需要來自信標的外部跟蹤,也不需要用戶將手放在攝像機的視野內。這允許在更多的場景中使用。將必要的電子設備與最終的外形尺寸結合起來是一個反復的過程。最終的形狀有兩個主要的迭代:我們從一個概念證明開始,一邊是一個薄的、靈活的PCB,另一邊是連接到主PCB的其他組件。這些早期的,稍微大一點的原型證明了功能可以用選定的組件來實現,這使得軟件開發可以繼續前進。 

    接下來,我們經歷了稍后的原型設計早期DfM階段。裝配對于早期的原型來說是很漫長的,有些因為接觸面沒有反應而失敗。我們知道將盡可能多的組件放在一塊剛性板上可以使組裝更容易,可靠性更高,同時也為我們提供了更大的電池空間。不幸的是,這也使得PCB布局更具挑戰性。這是因為需要一個藍牙連接天線而變得復雜。我們也有高度和厚度的限制,因為1mm的玻璃表面,和1mm的PCB厚度由我們使用的天線設置。經過兩周的印刷電路板(PCB)和機械CAD布局(mechanical CAD layout),再加上復雜的電路板需求,我們又經歷了兩周的痛苦等待,我們得到了一套PCB板、模板、電子元件、底盤部件、指尖和玻璃。這在技術上是可行的,我們繼續進行設計。在2018年圣誕節前夕,我們手工放置了一套20塊板,并進行了最終組裝。所有的東西都能工作,而且每臺設備的組裝時間也大大降低了。這個新的迭代沒有以前的原型所具有的任何不可靠性問題。從那時起,我們開始與制造商合作,準備生產。


    在固件開發的同時,我們的軟件主管劉易斯·瓊斯還開發了一個交互預置和UI菜單預置的工具箱,使AR內容創造者能夠實現他們對空間計算未來的愿景。Litho的軟件開發包是為Unity制作的,這是XR creators廣泛使用的實時3D游戲引擎。SDK為開發者提供了創建AR應用所需的一切。我們還為非開發者用戶創建了一個LITHO iOS應用程序,它提煉出了當代VFX渲染和早期科幻想象中增強現實的趣味性和魔力。在應用程序中,用戶可以產生氣球,使物體漂浮,行星有重力和易碎的透明玻璃盒。從一開始,制作石像交叉平臺對我們很重要。Unity SDK讓開發者可以同時為Android和iOS開發,一次點擊就可以讓更多的人通過智能手機獲得AR體驗,而不是昂貴的HMD。Litho的電池壽命允許至少8小時的積極使用和2000小時的待機,Litho總是開著的,這是一個決定,以適應間歇性或長期的日常使用。


    隨著生產硬件的最終確定,我們在2019年初進行了新聞發布會。LITHO在網上被科技新聞機構廣泛報道,我們收到了600份Beta項目的申請。techcrunch稱Litho為“一種創新的手指戴式設備,可以控制各種空間交互”,而Verge稱這種設備為“科幻珠寶……一種精確、靈活的移動AR接口,不會擋住你的視線”。2019年夏天,我們開始生產2000臺LITHO設備。我們于2019年9月以199美元的價格在網上推出了這款產品,并在最初幾個月內售出了數百臺設備。我們還建立了一個支持、反饋和軟件創意的在線社區,目前已有300多個用戶。到目前為止,LITHO的開發人員已經在畫框、制造、藝術和設計太空飛行器方面進行了應用。我們現在正在為非AR用戶創建一個原創應用程序。


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