開發(fā)板、3D打印一向是那些技術創(chuàng)客們的玩物,而基于其上做出一款真正產(chǎn)品,比如智能圍裙、機器人則更是要技術大牛來操刀。對于不太懂技術的大眾來說,這些東西只能默默艷羨。
在Edison入華首秀現(xiàn)場,英特爾中國研究院智能互聯(lián)創(chuàng)新研究中心總監(jiān)宋繼強公布了一款基于Edison開發(fā)的智能瓷杯產(chǎn)品,他在現(xiàn)場非常詳細的分享了這款瓷杯的開發(fā)歷程,并開源了相關開發(fā)資料。如果你能看懂這篇分享以及動手整合開源資料,那么做這樣一款瓷杯其實也變成一件非常簡單的事情。以下是宋的分享實錄,小編對之進行了整理,有刪節(jié):
能聽歌會互動的智能瓷杯
Edison有一個很有用的功能,通過擴展板和我們的合作伙伴一起可以做出各種各樣的產(chǎn)品。我在這里做一個案例分析,通過我們自己做的一款產(chǎn)品——智能瓷杯向大家介紹,給各位提供一些做智能設備的參考設計。
首先來看一下這個杯子,它是一個真的瓷杯,不開機的時候跟普通的瓷杯一樣,開機以后,在上面有彩色的顯示,還可以觸摸交互。比如這是一個九宮格,表示所有應用;這是一個工具鍵,進去之后是微信、畫板等應用,這些都可以聯(lián)網(wǎng)交互。這是郵件信息,打地鼠游戲,昨天剛剛加進去的音樂……
來看微信應用,當你用微信給瓷杯發(fā)送一條信息,屏幕上就會顯示。小魚應用,它是一個電子寵物,魚身顏色會跟著水的溫度變化,高溫是紅色的,中溫的是黃色,冷的就是藍色。如果杯子不怎么運動,就會沉底不動,如果拿起來喝水,它會游得很開心。打地鼠應用,小朋友非常喜歡。它一開始是我們自娛自樂開發(fā)出來測試顯示屏速度的。音樂應用,可以放小蘋果。
我們并不是讓大家最終拿著杯子聽音樂,而是把這些功能都做出來,組合在一起成為一個開發(fā)平臺,大家后邊開發(fā)更多智能硬件時也可以用到。
從設計到量產(chǎn)
瓷杯上我們用到英特爾自己開發(fā)的Edison。Edison是我們很驕傲的一款產(chǎn)品,它源自于中國研究院三年多的心血做出了一個原型,后來把產(chǎn)品線接收到美國,獲得很多的認可。Edison既有IO支持,也有很強的處理能力,并且功耗非常低,是一個非常好的平臺。我們把它跟中國傳統(tǒng)的瓷藝相結合,開發(fā)了這款智能水杯,它也是新的瓷類品類。
因為有了Edison,我們可以有很多的想像空間,多點觸摸、彩色顯示、聲音采集、聲音播放、運動傳感、溫度傳感、無線充電……。
智能瓷杯,看起來很簡單,但是做到今天的程度其實也花了一年的時間。最開始是去年10月份,CEO科再奇決定要把Edison放在今年初的CES上發(fā)布,他需要一些很酷的演示。當時中國研究院在想,我們要做有中國特色的,就選了瓷杯。這個想法一浮現(xiàn)出來很多人都贊成,但是怎么做呢?誰能在瓷杯里面放東西?從來沒有人想過,我們經(jīng)過三個月的時間有了最初的原型。
我們設計產(chǎn)品的電子部分是鑲嵌到瓷杯里面。一開始用3D打印效果非常差,請了清華美院做了一種雙層杯設計,我們拿著構思去景德鎮(zhèn),通過某些美院學生關系在附近找人幫忙做。從那時到正式展示,中間經(jīng)歷了好幾個過程,雙層瓷杯要開兩套模,第一版肚子很大,LED軟屏放在夾層中,只是做出一個雛形。后來到CES上展示時,已經(jīng)變得非常漂亮。
瓷杯里面的心臟,也花費我們很多的心血。在做外殼的同時,我們的IT系統(tǒng)也在做。當時是用CS版本,有自己的擴展板,我們有很多工程師一起測試它的軟硬件,上面一排杯子是測試LED顯示的。我們在演示時,現(xiàn)場拿一個平板電腦讓人寫字在屏幕上面秀,現(xiàn)場的交互感非常強的。
在CES上還有很多演示。像利用Edison和其它設備互動,跟某個小孩身上穿的衣服的傳感器互動,小孩呼吸不暢,紅色的顯示器就會亮起來,告訴媽媽孩子呼吸不暢;像社交功能,有一個會議馬上要靠近了,會顯示某個符號出來;諸如此類。
CES回來后,Edison正式發(fā)布,反響非常好。在后面的過程當中,我們一方面在等產(chǎn)品做出來,另一方面在開發(fā)社區(qū)。我們在想:要做一款怎樣的設備,可以讓用戶專注于自己想做的事情呢?杯子形式很有吸引力,英特爾中國區(qū)CEO楊敘說,希望杯子在給客戶后能馬上就用上,所以我們做了更多更完整的設計:Edison加擴展板的架構,雙層壁瓷杯結構,軟LED屏設計,提高LED屏的分辨率,觸摸交互、運動、溫度傳感,喝水姿勢,碰杯,聲音輸入播放,無線充電,這些疊加在一起很酷。 還有可靠性、防水,組裝方式我們也做了細致研究,不能說做了一個東西不考慮量產(chǎn)。
如果考慮杯子以后要量產(chǎn),那么有幾個地方要考慮。 一是規(guī)模化,景德鎮(zhèn)師傅做模子靠手感,但是我后期怎么方便修改和量產(chǎn)呢?我們把第一版的瓷杯3D掃描放入電腦,并找到一家有3D設計能力的瓷杯生產(chǎn)廠商。二是量產(chǎn)周期穩(wěn)定且快,師傅做模子要陰干,需要有一個陰涼且濕氣輕的地方,這對環(huán)境依賴很高,下雨就得后延。我們在深圳找了一家專門做瓷器的生廠方,他們對溫濕度控制有經(jīng)驗,并對產(chǎn)品的設計、一致性、量產(chǎn)周期很是理解,我們選擇了在這家啟動量產(chǎn)。
另外還有屏幕的選型,我們的瓷杯是曲面,需要一塊軟屏,但要用現(xiàn)成的,定制的費用太高。現(xiàn)有的觸摸軟屏是長方形,觸摸效果不太好,后來我們通過改造把一段拉直后效果就好多了,它也更接近杯面。我們還添加了幾個音筒。
總的來說,我們做了很多精細的設計,這些設計的難處在于要考慮瓷杯制作時候的工差,還好我們找了一個在富士康做了多年的工程師幫我們來做,如果沒有這樣的人,我們也做不成。
要把這么多東西裝進去,瓷杯里面的設計也是相當?shù)膹碗s。這里需要要講一個點,我們在做新的智能設備的時候,設計流程應該先從應用交互模式、產(chǎn)品ID和工業(yè)設計開始,然后反推這個系統(tǒng)怎么做。
創(chuàng)客一般先把這個功能研究出來再說,想一個殼加上去,但這樣做出來可能杯子就不太好看、太大,因為只是簡單的把這些東西框出來。如果先把杯子設計出來,保證美觀和裝水量,也保證把電子部分裝進去,這樣推出的東西就可能會比較創(chuàng)新。這些地方我們都做得蠻激進的。
瓷杯內(nèi)的電子部分主要是底部夾層的板子,一塊IO擴展板,上邊的Edison是主要計算模塊。Edison里面有一個MCU,但是還沒有報給第三方開發(fā)用,所以在瓷杯IO擴展板上放了一個MCU。它提供兩個功能,一是在開機而Edison還未啟動時運行開機動畫;二是杯子處于休息狀態(tài)沒有聯(lián)網(wǎng)應用運行時顯示屏幕畫面。這個IO擴展板以及軟板部分都是跟深圳的實義德共同合作,非常感謝他們。
應用方面,我們有這幾類。社交類,比如微信、微博、畫畫,有一個自定義;通知類,有新郵件來了通知你,天氣、PM2.5、路況;游戲類,可以根據(jù)需求來做,比如雙杯互動,可以通過藍牙遠程互動,有這么多的場景,實際上它只需要一個應用平臺去支持它做的。英特爾本身也不是做終端產(chǎn)品,所以這個杯子最后肯定不是英特爾去賣,我們把設計做到完整,讓最終的產(chǎn)品開發(fā)商很容易的做成一個能賣的商品。
參考設計與應用開發(fā)平臺
需要注意一點,這個杯子不僅僅是一個智能的瓷杯,經(jīng)過它我們實質(zhì)上開創(chuàng)了一個叫做互動瓷器的新品類。怎么說呢,第一,這個互動不是簡單的LED燈 ,它有真正社交互動的能力;第二,它是一個開發(fā)應用平臺 ,你做這些瓷器時上面的應用可以使用,第三方有奇思妙想的開發(fā)者也可以去開發(fā),因為我們提供了很方便的開發(fā)平臺;第三,基于Edison智能硬件開發(fā)包 ,創(chuàng)客們可以很方便的自己裁剪些功能并做出新的形態(tài),比如感興趣的音箱頭盔等等。
我們在做的過程中也解決了幾個互動瓷器的設計難點,比如雙層壁結構、公差問題,觸摸問題,防水、隔熱以及組裝問題,從這個基礎開始,我們可以做互動瓷器的東西了。比如做一款多功能的花瓶,可以檢測家庭空氣質(zhì)量,可以給出提醒反饋,還能開空調(diào),這些都可以實現(xiàn)。
總結一下,瓷杯是一個智能硬件,它支持有很多不同類別應用的應用商店,用戶可以根據(jù)個人需求增刪應用;同時它也是一個智能軟件開發(fā)包,把功能裁減一下就可以做其它的事情,它不僅僅是一個杯子。
我們在杯子的智能軟件開發(fā)包里面包含很多功能和接口,觸摸屏、傳感器、溫度傳感器等等都有,就要看你喜歡什么樣的開發(fā)。它可以切換應用,還支持顯示功能,用它來做一款智能瓷杯應用熟悉的話就十幾行代碼,非常的便捷。比如今年9月IDF上,展示的智能衣服就是瓷杯方案去掉觸摸屏,智能腕帶是加上ADC、振動馬達后搞定。衣服花了一個月時間開發(fā),腕帶用了兩個月。有了這樣一個基礎的開發(fā)板以及軟件包,往后做事情是越來越快越來越簡單。
最后講幾個點,一般來講在做一個硬件設備的時候,器件選型非常重要,選擇的時候一個是注意價格,注意性價比是不是好,另一個要看以后是否會持續(xù)供貨。 我們采用的就是一個MCU拖了三個LED芯片。在整個過程當中,結構設計、組裝測試,我們買器件的時候要做防水測試。對觸摸屏從頭到尾在測試,一直在測試怎么貼效果好,而且還要看杯壁,看是不是要做更薄的,支持多點觸摸,怎么把觸摸跟后面的LED放在一起,如果放得太近,觸摸屏的電路跟LED做在一張板上,干擾會比較大。
裝配流程也非常關鍵,如果裝一個杯子需要十幾分鐘,最后的成本也很大。在CES的時候,裝一個杯子需要15分鐘;現(xiàn)在通過合作伙伴的努力,裝一個杯子不到5分鐘就好了,一天可以裝很多。
關于智能杯的在線資源,在這個月底,大家可以拿到Edison板的時候它也上線了,智能杯硬件原理圖,應用開發(fā)SDK和例子,資源管理和云服務開發(fā)指南,IDEAir無線開發(fā)環(huán)境,智能杯開發(fā)包視頻教程,到時候會上線,大家可以下載觀看,都有比較詳細的例子。
最后,希望大家一起來用Edison來創(chuàng)造屬于你們自己的智能硬件,謝謝大家。
總結:盤點幾款英特爾中國研究院最新成果
智能衣服: 這套智能“秋衣”可通過生物傳感技術,采集主人的體征數(shù)據(jù)。它內(nèi)置情緒引擎,可實現(xiàn)對穿戴者的情緒分析:如果你今天有點嗨皮,配套領帶和頸飾的LED燈會變綠;如果今天是一天中的那么幾天,LED燈會變藍。
點亮自己、越說越美麗的智能禮服: 這不僅僅是一件漂亮的晚禮服,它可以隨著主人的社交狀態(tài)變得越來越好看。智能社交禮服旨在鼓勵陌生人之間打破隔閡,積極進行面對面真實交往,適用于酒會、公共Party等社交場合。該禮服可以自動識別穿著者與他人面對面交談的行為,并在其交談過程中,在服裝表面形成好看的動態(tài)光圖案;在每次交談結束后,光圖案會累積增加,每天最終的服裝圖案效果由穿著者社交行為的積極程度決定,社交越多,衣服越閃。
實時美顏神器: 視覺美顏是一種制作數(shù)碼人臉的技術,特別是對于各個年齡段的女孩紙來說更是賞心悅目的必備技能。隨著視頻會議和三維游戲中廣泛使用化妝、換臉等技術,這項技術會得到越來越廣泛的應用。美白、亮化、磨皮、去除眼部皺紋、眼袋、黑眼圈完全不再話下,甚至是基于臉部關鍵點的保真變形,比如改變眼睛大小、鼻子高度、臉頰外形這樣的事情都可以實現(xiàn)。
智能手環(huán): 目前聾啞人無法和正常人溝通,因為大部分人不認手語。而英特爾中國研究院帶來的智能腕帶通過內(nèi)置的Edison和傳感器,可用非光學的方式計算出佩戴者的多種手勢,從而實現(xiàn)對手語的識別。這樣,佩戴了智能腕帶的聾啞人,就可以和正常人無障礙溝通。
Q.Bo 機器人: 這個可愛的機器人是基于英特爾®酷睿™內(nèi)核的全功能計算機,并配備了Wi-Fi以及多種傳感器。它的眼睛是兩個攝像頭,耳朵是三個麥克風,身體與眼睛各由兩臺伺服電機驅(qū)動。它可以和主人用聲音對話,觀察周圍的環(huán)境,感知自己的位置,很好地滿足家庭看老人、看小孩、看小狗的需求。此外,它還可以與其它智能伙伴交互,比如接受智能瓷杯的指示跳舞。
3D 打印機: 可賽爾3D打印機最初由研究員根據(jù)周安的設計圖設計,之后進行了全面升級,包括CAD圖紙和自動平衡。在制作可賽爾打印機的過程中,研究員們充分發(fā)揮極客精神,在發(fā)現(xiàn)其諸多槽點之后,決定基于英特爾伽利略開發(fā)平臺重新設計一臺3D打印機。借助伽利略的強大處理能力,研究員們增加了大量的傳感器,用于檢測打印機的運行狀態(tài)。借助手機APP,使用者甚至無需守在打印機邊上就能獲得各種通知。
新艾米: 不想戴口罩?還想自由滴在街道上奔跑?為個人打造的便攜式顆粒物檢測器——新艾米會提醒你正處在怎樣的危險之中。小巧的外形和貼心的LED顯示屏,讓你可以將它隨手丟在包包里,即便在黑暗之中,也能告訴你當前的顆粒物狀況。通過藍牙通信板和手機APP,你甚至可以利用手機的GPS數(shù)據(jù)計算出一天走過的區(qū)域中哪里污染最重。不需要擔心價格。英特爾中國研究院的極客們利用他們的業(yè)余時間,一手包辦了從外觀CAD設計、電路焊接以及代碼編寫的辛苦活兒。(文丨楊璐)
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