目前ATAP（先進技術與項目實驗室）的任務是讓谷歌硬件像谷歌軟件一樣智能，其研究項目有已經終止的模塊化智能手機Project Ara，也有在Pixel 4智能手機中實現運動感應功能的Soli技術、織物觸控技術Jacquard，還有智能筆和家居鼠標等未來主義產品。

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阿迪達斯推出的基于谷歌Jacquard技術的智能鞋墊

據國外媒體報道，谷歌旗下研究機構先進技術與項目實驗室（ATAP）是一個關于消費類電子產品的硬件研究部門。多年來其一直很安靜，但也一直在忙碌。目前ATAP的任務是讓谷歌硬件像谷歌軟件一樣智能，其研究項目有已經終止的模塊化智能手機Project Ara，也有在Pixel 4智能手機中實現運動感應功能的Soli技術、織物觸控技術Jacquard，還有智能筆和家居鼠標等未來主義產品。

2015年，美國國防部高級研究規劃局（DARPA）信息創新辦公室主任丹·考夫曼（Dan Kaufman）開始與谷歌商談加入公司的事宜。他可以選擇在Android部門或者谷歌X實驗室工作。還有一種可能性是谷歌研究機構先進技術與項目實驗室ATAP。用考夫曼的話說，“就像硅谷的高級研究規劃局”，他的反應是“聽起來太棒了!”

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ATAP負責人丹·考夫曼（Dan Kaufman）

當時的ATAP由雷吉娜·杜根（Regina Dugan）負責，其也是考夫曼在DARPA的前任老板。但在考夫曼成為副手之后不久，杜根突然離職，并在Facebook成立了一個類似的團隊。

“她笑了，在出去的路上把鑰匙扔給了我，”他回憶說。“我當時就想，‘天哪，我現在是這里的負責人了。’”

考夫曼還曾在夢工廠(DreamWorks)和風投機構工作過，此后一直擔任ATAP的負責人。考夫曼一直相對低調，幾乎不為人所知。

這種沉默和ATAP早期相比是一個轉變。杜根是技術會議的常客，常常提出一些頗具未來主義色彩的想法，比如可以吞下的密碼驗證設備。當時ATAP還喜歡談論一些正在進行中的工作，比如Project Ara，這個雄心勃勃的計劃旨在制造出低成本、類似樂高積木的模塊化智能手機。但谷歌在2016年中止了這一項目。

現在考夫曼所公開的ATAP工作不多。其中包括一些已經進入市場的技術，比如Pixel 4智能手機中基于雷達的手勢檢測技術Soli；也包括一些離市場化尚有距離的研究調查。

ATAP的模塊化智能手機項目Project Ara

盡管ATAP與早期相比已經有了很大的改變，但它的野心從未有所改變。考夫曼這樣評價：“依我說，‘想象一下所有都存在的世界。我要你忘掉所有反對意見，只是和我一起幻想。如果我能造出這個，你會想要嗎?’”

他接著說:“如果我得到的回答是‘不’，那么這可能就不是一個好主意。”“如果我得到一個‘是的，那就太好了，但你打算怎么做呢?’的反應……這就是我們在這里的原因。”

新的管理模式

按照最初的設想，ATAP專注于移動技術，其也源自摩托羅拉。2014年，谷歌將摩托羅拉的手機業務賣給了聯想，但保留了ATAP。考慮到谷歌專注于尖端技術研究，這并不意外。

兩年后，谷歌成立了一個統一的硬件部門，負責Pixel手機、智能音箱以及后來的Nest智能家居組合等產品。ATAP成為由摩托羅拉前高管里克 奧斯特洛(Rick Osterloh)領導的硬件部門的一部分。

所有這些調整都要求ATAP必須符合谷歌硬件總體規劃。考夫曼說:“我來這里的時候，覺得這里有很多非常有趣的項目。”“這些都是很酷的東西。但沒有真正統一的愿景或戰略。我認為，如果你想在谷歌這樣的公司發揮影響力，你需要更加專注。”

對于考夫曼和ATAP的同事們來說，去向非常清楚。他說，有些人稱之為環繞計算（ambient computing）；另一些則稱之為第四次或第五次計算機浪潮。不管名字是什么，他們談論的都是后PC、后智能手機的世界。在這個世界里，各種搭載運動傳感器的設備至少擁有部分智能功能，而云計算將一切聯系在一起。

這些都不是什么新發現，其也沒有指導ATAP朝獨特方向發展的明確界限。考夫曼說:“讓我們感到興奮的任務是，我們能否讓谷歌硬件和谷歌軟件一樣有用?”

對于諸如谷歌地圖、Gmail以及谷歌搜索等谷歌軟件業務來說，所有已經不言自明。谷歌硬件更像是一片未開發的處女地。考夫曼舉了一個例子:在廚房里用家用音箱設置計時器，提醒用戶關掉烤箱。這很有用的。但是當你在另一個房間的時候，到點的計時器會比普通的老式廚房計時器更有用嗎？也許真正有用的是預料到用戶想把烤箱關小，這樣你的餅干就不會烤焦？不管ATAP是否真的在解決餅干燒焦的問題，其都在研究領域問自己類似的開放式問題。

除了調整ATAP的研究領域，考夫曼還重新思考了實驗室該如何開展工作。美國國防部高級研究規劃局最初的設想是，任何研究工作都不會持續幾年時間。如果項目夭折那也沒什么。如果能發展起來，自然會變成一個由產品人員而不是研究人員經營的真正企業。

ATAP公布的項目數量相對較少，但加起來并不足以證實這種方法。Ara模塊化手機立項兩年后還只是一個實驗，而不是一項業務；它從未成為新興市場消費者手中的設備。Tango是一種將真實世界映射到3D空間的技術，其被應用到運輸設備中，然后被另一種名為ARCore的技術所取代。

整合進Jacquard技術的各種產品

ATAP的另一項技術Jacquard則沒有這樣的壓力，這種技術將織物轉化為觸控表面，從而把牛仔夾克和背包等物品表面變成用戶交互界面。自從2015年谷歌I/O開發者大會上首次公開宣布這項技術以來，已經有不少相關產品問世。在谷歌、阿迪達斯和藝電的合作下，Jacquard技術為足球愛好者提供了一款新的智能鞋墊，可以將真實世界的足球動作轉化為藝電FIFA手機游戲中的獎勵。

Jacquard仍然是小眾技術。盡管谷歌對那些有可能成為大眾日常必需品的想法更感興趣，考夫曼說，但目前推出Jacquard技術的形式還是很有價值。

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李維斯推出的Jacquard技術牛仔夾克

他表示:“我們所做的是一直堅持交付少量成品。”“因為當你開始交付產品的時候，才可以開始真正降低風險。”舉個例子：在一次采訪中，一名自行車快遞員購買了李維斯那款支持Jacquard技術的夾克，她說她覺得這款夾克的導航系統有點煩人。畢竟，通勤者知道自己要去哪里。谷歌根據她的意見重新設計了產品，并從中吸取了教訓，這可能有助于Jacquard技術獲得更大的影響。

縮小雷達的尺寸

谷歌對Jacquard技術的耐心并非偶然。考夫曼并沒有把ATAP最初的快速創新系統視為神圣不可侵犯的東西，而認為ATAP是服務于谷歌硬件總體目標的人為構造產物。有些創意需要兩年多的研究才能成熟，才可以實現商業化。他解釋道：“如果你想要產生真正的影響，并在谷歌打造一些真正有意義的東西，四五年并不稀奇。”

這種慢工出細活的做法在Soli上也可以看到。Soli是去年10月在谷歌Pixel 4智能手機上首次推出的一項技術。Soli技術在2015年首次亮相，直至歷經多次開發成熟后，才基于此推出一項名為“運動感應”（ Motion Sense）的手機功能。比如用戶可以通過揮手或非接觸式滑動來控制音樂音量、掛掉來電。這一功能還可以檢測到是否有人靠近手機或伸手去拿手機。當用戶舉起手機的時候，就可以喚醒面部識別技術準備解鎖手機屏幕。

Soli芯片歷經多次迭代

Soli還可以實現游戲控制功能。谷歌鼓勵第三方開發者為其開發新的應用程序。

從三星的Air View功能到Leap Motion控制器，各種非接觸式交互方法已經存在多年。但是ATAP工程總監伊萬·波普列夫(Ivan Poupyrev)和設計總監利奧·朱斯蒂(Leo Giusti)對解讀這些手勢的挑戰有新的看法。其目標是創造出一種直觀、節能、能夠在黑暗中工作，并且有隱私功能的技術。因此他們選擇了雷達。

如果谷歌要求Soli在兩年內證明價值，其可能永遠不會從實驗室中脫穎而出。考夫曼說，“把60GHz的雷達放到芯片上的確有點瘋狂。”即使ATAP的確做到了這一點，要弄清人類所做的特定手勢還有很長的路要走。

朱斯蒂說:“我們最初幾年都在探索這種電磁波新材料。”“一開始我們真的沒有考慮用例。所以這和正常的產品開發周期是不同的。這是真正的研發。”

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最終的Soli芯片比圖釘還小

一旦Soli團隊開始考慮具體的現實場景，他們曾設想將Soli用于智能手表，因為智能手表屏幕很小，很難實現傳統觸控輸入。“我們起初在小手勢和精細的手指動作上花了很多精力，最終研究人員開始在智能手機上試驗這項技術的可能性。盡管一開始，這項必不可少的技術占據了太多的內部空間，以至于早期原型機放不下攝像頭。”

經過多次迭代，ATAP開發出的Soli芯片還沒有圖釘大，從而得以整合進Pixel 4實現運動感知功能。

作為Pixel 4的一部分，人們對Soli的評價褒貶不一，從“Soli對于Pixel 4來說很棒”到“Soli沒有任何意義可言”。Soli并不是ATAP的發明成為熱門產品主要賣點的第一個例子。不過能為谷歌旗艦手機的主打功能代表了一種更大的信任感。

如果Soli技術能以更精致的形式出現在未來谷歌設備中，那就意味著谷歌會認真考量將每次成功機會帶給ATAP的創新。

筆而不是筆型電腦

ATAP技術項目負責人亞歷克斯·考夫曼（Alex Kauffmann）已經在谷歌工作了近十年。早在2014年，他就是Cardboard的發明者之一，這款產品使用智能手機作為廉價虛擬現實設備的處理設備。在ATAP，他仍在思考如何制造有用且相對簡單的技術設備。這種項目在ATAP被稱為直接對象（direct objects）。

考夫曼說，許多對現有產品進行改造的公司實際上都是把它們變成了特殊用途的電腦。ATAP更具谷歌風格的研究是將更多的智能化引到云端，這樣原有產品就能保留更多人們所熟悉的元素。

“我不想要像鋼筆形狀的電腦，或者像汽車形狀的電腦，”他說，“我只是想要一輛智能汽車。就像是，你能賦予普通日常物品智能嗎？因為我認為你不需要在里面加入智能設備。”

提到鋼筆不僅僅是為了舉例。考夫曼正在研制一支智能筆，但絕不希望任何人把它誤認為是一臺電腦。“我不是在和某種價值200美元的派克筆競爭，”他一邊說一邊揮舞著一只普通圓珠筆：“我是在和這個競爭。”

智能筆并不新鮮，最突出的例子就是Livescribe智能筆。但這種智能依賴于用戶使用的特殊記事本，寫字時可以跟蹤筆尖運動，從而把潦草的筆跡轉化為數字信息。

雖然Livescribe吸引很多粉絲，但并未被大眾所接收。不過只有當智能筆能夠完成普通圓珠筆無法完成的任務時，才會引起大眾的興趣。

考夫曼的智能筆原型是一個球狀的裝置，看起來更像一根冰棒而不是一支鋼筆。但其已經可以在不使用特殊紙張或其他技術手段的情況下實現書寫內容數字化。對于考夫曼來說，這款設備運行良好，可以探索成為現有谷歌技術新接口的可能性。通過谷歌的手寫識別引擎，用戶可以圈出單詞，將其轉換為可編輯文本；或者做數學題時讓谷歌找到答案；或者用一種語言書寫，然后翻譯成另一種語言。

谷歌曾在2016年發布了人工智能識別涂鴉Quick, Draw，其算法會猜測用戶到底畫了什么。考夫曼也將這一功能整合進了智能筆。

考夫曼解釋了他對智能筆早期原型的方法:“我大致展示這種技術，如果人們有興趣，并且對特定功能感到興奮，那就是我要深入研究的東西。”然后我會試著理解這背后的含義。有什么需要嗎？是翻譯？是轉錄?哪一部分交互真正有趣？而我就是這樣進行研究的。”

“嘿，我怎么把它給你？”

考夫曼的另一項研究是將信息從一個設備快速傳輸到另一個設備。他在測試手機上選擇一個地圖位置，把手機懸在拿著的另一個手機上方，然后把這個位置“丟”到目標手機上。他說，這樣做的目的是消除“嘿，我怎么才能把它給你?”的問題，這是人們在嘗試分享東西時經常遇到的情況。

這種想法對ATAP來說并不新鮮。實際上，它至少可以追溯到20世紀90年代，當時Palm Pilot用戶可以通過紅外端口將聯系信息“發送”給彼此。如今基于藍牙的技術也可以實現類似功能。考夫曼對這個想法的理解旨在讓它更簡單、更可靠;它需要啟用的是揚聲器、麥克風和互聯網連接。它不需要設備配對，也不需要登錄任何特定的賬戶，可以在iPhone、Pixel以及各種Android手機上運行。

一些谷歌工程師曾試圖利用低功耗藍牙來設計測量功能。當他們發現藍牙作用距離有限時，其中一人轉而使用聲波來測量距離。但電子設備產生的噪音惹惱了附近的同事，這就導致了使用靜音的超聲波技術進行測量。盡管測量計劃沒有取得任何進展，但最終演變成現在利用超聲波在設備間傳輸數據的想法。

但考夫曼的技術什么時候才能提供給消費者？以什么形式提供？他告訴我，他不確定，這在一定程度上取決于他能否成功地將其推銷給谷歌的其他股東。他表示:“現在我必須說服谷歌的每一個部門，讓它們相信整合是有意義的。”“而且不需要登錄，也不需要使用個人信息，實際上這就是我們的愿景。”

家居鼠標

ATAP負責人考夫曼仍會回憶起鼠標成為PC輸入設備的早期反應。他說:“我還記得曾經有過這樣的對話：每個電腦迷都認為(鼠標)很愚蠢。”但是鼠標并不是為了滿足那些僅僅通過敲擊鍵盤就能高效完成任務的人。相反，它為大量不像程序員那樣思考的人帶來了計算能力。

盡管近年來亞馬遜Echo音箱、Sonos音響系統和谷歌Nest產品等小設備取得了巨大成功，但讓智能家居中的各個產品協同工作仍然感覺像是在編程。這就引出了一個在ATAP內部被戲稱為“家居鼠標”的項目。

帶領這個項目的是技術項目負責人里克·馬克斯（Rick Marks）。其于2018年加入ATAP，此前曾在索尼PlayStation團隊工作了19年時間。

他說:“當你第一次得到錄像機的時候，你可以給它編程，但是沒有人這樣做。”“智能產品也是如此。你現在可以做很多事情，但只是有點麻煩。” 馬克斯的研究致力于利用現有設備為消費者更帶來新體驗。

谷歌、亞馬遜和其他公司已經投入了大量的人力物力，讓人們通過語音與智能家居設備進行互動。“聲音在很多方面都很棒，”馬克斯說。“但它缺少鼠標給計算機帶來的關鍵功能——空間輸入和易于選擇等等。”所以我一直致力于把這種東西帶入環繞計算領域。

馬克斯用現有設備拼湊成了一部未來主義遙控器，這套系統的大腦是超小型Android手機Palm。馬克斯將Palm綁在Vive虛擬現實系統的手部控制器上，內置傳感器使遙控器能夠理解所指向的位置。他解釋說:“這只是我們希望最終看到東西的原型。”

馬克斯用桌子周圍的物品展示了產品理念。他把遙控器對準一盞燈打開燈。然后進行了一系列更復雜的操作，包括把電腦中YouTube上的《星球大戰》主題曲拖到音箱上，然后再拖到燈光上，燈光開始根據音樂節奏不斷切換顏色。

谷歌Lens圖像識別技術也是馬克斯工具包的一部分，其能夠讓用戶把遙控器攝像頭對準一張CD，然后把里面的內容拖動到音箱上。

當問及Lens的使用時，一直在觀察演示的丹 考夫曼(Dan kaufman)指出如何借助這項技術而不是試圖在ATAP內部重新開發類似功能。考夫曼說，Lens技術的工程師“是我的朋友”，而且“離他們只有10分鐘的路程。谷歌助理也是如此。”

這就引出了一個問題: ATAP有多少谷歌員工？谷歌拒絕提供具體數字，稱公司有禁止透露團隊規模的政策。但這個數字似乎并不大，至少與谷歌硬件部門的總人數相比如此。

就其價值而言，考夫曼認為，最重要的并不是ATAO的員工人數。他說:“我不在乎我們雇傭了多少聰明的工程師。如果我能接觸到10萬谷歌員工，那感覺真是個好主意。”他補充說，他最重要的職責之一是探索所有的合作機會，不僅是與谷歌的其他部分合作，還包括與Verily和Waymo等Alphabet子公司合作。

七年前ATAP開始了它的第一個研究項目。到目前為止，雖然尚沒有改變世界的突破性技術，但其智力仍然令人敬畏。ATAP與公司其他部門日益緊密的聯系不無道理。如果ATAP能成功為谷歌硬件帶來更多類似于谷歌軟件的智能，那無疑是一種明智之舉。