Disney Research探索RFID在機(jī)器人、玩具上的使用方法

　　Disney Research近日發(fā)布了一些列描述RFID等相關(guān)技術(shù)新用途的學(xué)術(shù)論文。這些項(xiàng)目未來將可以幫助公司跟蹤人和物之間的互動(dòng)，并創(chuàng)建出可識(shí)別人員的機(jī)器人。

(使用ID-Match系統(tǒng)，機(jī)器人可以主持由5個(gè)人類參加的互動(dòng)問答游戲)

　　一份研究論文的作者描述了一個(gè)名為ID-Match的原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用UHF RFID技術(shù)促進(jìn)人機(jī)之間的“自然交互”。該小組發(fā)現(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)室研究和測(cè)試，該混合計(jì)算機(jī)視覺和RFID解決方案可以讓自動(dòng)化機(jī)器人快速識(shí)別及定位人員，從而創(chuàng)建一個(gè)自然和個(gè)性化的相互作用。

　　研究報(bào)告描述的另一個(gè)項(xiàng)目RapID使用無源RFID技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)便宜，無線傳感游戲設(shè)備。第三個(gè)項(xiàng)目名為PaperID，則討論了跟蹤人員移動(dòng)方法或標(biāo)簽標(biāo)記的紙，并使用一個(gè)特殊筆進(jìn)行記錄或標(biāo)記。第四個(gè)項(xiàng)目EM-ID則側(cè)重于研究不同電子設(shè)備發(fā)出的電磁波的不同模式，同時(shí)探索電磁波如何用于識(shí)別每個(gè)電子設(shè)備，如智能手機(jī)，筆記本店內(nèi)或Hasbro Lightsaber玩具，這樣便無需使用RFID標(biāo)簽或條形碼。相反，研究人員通過不同電子設(shè)備發(fā)出的不同電磁波來對(duì)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別。

　　Disney Research擁有3個(gè)實(shí)驗(yàn)室，分別位于洛杉磯，匹茲堡和蘇黎世，該部門擁有230名主要研究人員及60名工作人員及博士后學(xué)生。這4個(gè)RFID項(xiàng)目是公司匹茲堡實(shí)驗(yàn)室及麻省理工大學(xué)，華盛頓大學(xué)及卡耐基梅隆大學(xué)科學(xué)家合作的結(jié)果。

　　使用ID-Match，該集團(tuán)開發(fā)了一個(gè)使用RFID及計(jì)算視覺技術(shù)的混合系統(tǒng)，讓機(jī)器人識(shí)別人員位置并識(shí)別人群中的個(gè)人。該系統(tǒng)使用了一個(gè)稱為反向合成孔徑的技術(shù)來識(shí)別標(biāo)簽佩戴者的移動(dòng)路徑，并將人員物理移動(dòng)數(shù)據(jù)及3D深度相機(jī)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合。這可以讓機(jī)器人擁有一個(gè)功能：識(shí)別人員。

　　該公司使用了各種現(xiàn)有的無源EPC Gen2 RFID標(biāo)簽，Impinj Speedway Revolution RFID讀取器，安裝在機(jī)器人后面的Impinj遠(yuǎn)場(chǎng)讀取器天線。該系統(tǒng)使用了微軟Kinect 3D深度相機(jī)判斷相機(jī)前有多少人，人員信息。公司還使用了RFID技術(shù)確定每個(gè)人的身份，并根據(jù)讀取器讀取的RSSI值來確認(rèn)人員位置。

(帶有RFID技術(shù)的書使用PaperID系統(tǒng)，當(dāng)書打開時(shí)或內(nèi)容為不同動(dòng)物時(shí)會(huì)觸發(fā)不同聲音效果。)

　　這些數(shù)據(jù)會(huì)傳輸?shù)紻isney Research科學(xué)家開發(fā)的軟件中，從而識(shí)別人員信息及其位置。

　　這樣，機(jī)器人便可識(shí)別并問候人員。每個(gè)人員還需佩戴內(nèi)置RFID標(biāo)簽的徽章，徽章ID綁定人員姓名等信息。當(dāng)一群人接近機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人可使用UHF讀取器識(shí)別出人員姓名，Kinect視覺系統(tǒng)可識(shí)別出人員數(shù)目及其位置。然后，該系統(tǒng)可將Kinect讀取到的數(shù)據(jù)，標(biāo)簽低層通信信道參數(shù)以及RFID讀取器讀取到的相關(guān)數(shù)據(jù)(RSSI，RF相位和反向合成孔徑路徑和讀取速率)發(fā)送到服務(wù)器上，從而實(shí)現(xiàn)問候功能。

　　此次機(jī)器人主持互動(dòng)問答測(cè)試中，人員識(shí)別正確率達(dá)到了94%。

　　此外，研究人員還在40人進(jìn)出的辦公室環(huán)境中測(cè)試了ID-Match系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了Kinect以及RFID讀取器。16名參與者攜帶綁定信息的RFID標(biāo)簽進(jìn)出辦公室，一天共進(jìn)出302次。其中129次攜帶了RFID標(biāo)簽，該系統(tǒng)識(shí)別成功率達(dá)到了94.5%。

　　測(cè)試發(fā)現(xiàn)，ID-Match系統(tǒng)可快速、精確的識(shí)別虛擬出入口人員進(jìn)出方向。此外，該系統(tǒng)還支持高精度計(jì)數(shù)。

(RapID可助力進(jìn)行井字棋游戲)

　　RapID使用EPC Gen 2無源UHF RFID標(biāo)簽進(jìn)行那些此前需要電池供電的轉(zhuǎn)發(fā)器的應(yīng)用場(chǎng)景。使用RapID，研究人員開發(fā)了一種可減少檢測(cè)等待時(shí)間及標(biāo)簽交互的新方法。這種方法可以使用基于信號(hào)電平信息的預(yù)測(cè)模型，可用于跟蹤游戲人物及其他可移動(dòng)的物品。例如，研究人員將EPC Gen 2無源UHF RFID標(biāo)簽附著在井字棋旗子上。為創(chuàng)建一個(gè)基于RFID的快速井字棋游戲板，研究人員使用了一個(gè)可放置RFID標(biāo)簽?zāi)z合板激光切割棋盤。RFID棋子放置在棋盤上時(shí)，標(biāo)簽信號(hào)會(huì)被棋盤背面覆蓋的金屬箔阻斷。這樣系統(tǒng)便可在游戲中識(shí)別每個(gè)棋子的位置。

　　RapID和Disney Research之前的一個(gè)ID-Sense項(xiàng)目類似。ID-Sense項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)家庭或門店內(nèi)識(shí)別人及物品之間交互的系統(tǒng)，從而判斷該區(qū)域發(fā)生的事情，如門店正試穿某夾克，或誰在廚房里倒了麥片。作為該項(xiàng)目的一部分，研究人員在玩具，各種家用物品上附著了UHF標(biāo)簽，監(jiān)控標(biāo)簽及讀取器之間的低層通信參數(shù)(RSSI，RF相位，讀取速率以及多普勒頻移)。這可幫助它們判斷標(biāo)簽是否移動(dòng)或有互動(dòng)操作。

　　使用ID-Sense，RFID技術(shù)可以跟蹤人員活動(dòng)，如煮早餐，喝牛奶，戴眼鏡，讀書或開關(guān)電視。測(cè)試期間，研究小組在碗，谷類容器和牛奶盒上附著了標(biāo)簽。該系統(tǒng)不僅可以識(shí)別標(biāo)簽移動(dòng)時(shí)間，還可識(shí)別標(biāo)簽被觸摸及覆蓋時(shí)間。通過在天花板放置了讀取器，該團(tuán)隊(duì)可以識(shí)別物品移動(dòng)，如舉起茶杯或放回桌面上。

　　這樣，該系統(tǒng)可以判斷人和物之間的交互，了解人員的活動(dòng)，同時(shí)還可以使用RFID標(biāo)簽標(biāo)記的玩具等物品進(jìn)行交互。研究人員使用了一個(gè)穿戴RFID領(lǐng)子的毛絨玩具獅子，可傳輸信息到內(nèi)置RFID讀取器的游戲控制器上。當(dāng)孩子移動(dòng)玩具時(shí)，讀取器可檢測(cè)到該動(dòng)作。如果讀取器檢測(cè)到標(biāo)簽刷卡動(dòng)作，ID-Sense系統(tǒng)可以確認(rèn)孩子觸摸獅子，屏幕上便會(huì)顯示出獅子的回應(yīng)。搖玩具獅子時(shí)，屏幕會(huì)顯示獅子跳舞。ID-Sense還可用于店內(nèi)識(shí)別消費(fèi)者試穿動(dòng)作。為了模擬一個(gè)零售商店的環(huán)境，5個(gè)參與者在兩個(gè)架子上試穿了20件標(biāo)簽標(biāo)記的衣服。該系統(tǒng)的RFID讀取器可讀取到每個(gè)物品移動(dòng)并確認(rèn)該物品有無被試穿。

(ID-Sense還可用于店內(nèi)識(shí)別消費(fèi)者試穿動(dòng)作)

　　對(duì)于PaperID項(xiàng)目，迪斯尼員工和華盛頓大學(xué)及卡內(nèi)基梅隆大學(xué)科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)建了一個(gè)可記錄RFID紙問題答復(fù)的方法。

　　該標(biāo)簽內(nèi)含銀納米顆粒，所用的筆為導(dǎo)電油墨筆。系統(tǒng)可檢測(cè)到標(biāo)簽上的移動(dòng)，如覆蓋，觸摸，滑動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)(如旋鈕)和滑動(dòng)。因此，RFID立體書在RFID讀取器附近時(shí)，系統(tǒng)會(huì)判斷出發(fā)生的動(dòng)作并在電腦上顯示相關(guān)視頻及音頻。該方案還可用于控制無線燈光開關(guān)等動(dòng)作。

　　Disney稱，這些方案比以往的人物交互方案都要便宜，傳統(tǒng)系統(tǒng)需要電池，經(jīng)常需要使用電路板。

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