冠狀病毒的傳播能力很強，到目前為止人們?nèi)匀粵]有找到應(yīng)對之策，這促使許多系統(tǒng)工程師嘗試利用現(xiàn)有技術(shù)來設(shè)計通用的無接觸用戶介面。因為在公共場所，要想保持所有用戶接觸介面（例如電梯按鈕和互動式公共信息板）無菌，幾乎是不可能的。

Holo Industries公司開發(fā)了一系列非接觸控制面板，避免細菌傳播。最開始的兩個應(yīng)用是針對餐廳電梯和公共信息板的：設(shè)備將浮動的控制面板圖像投影到空中，用戶可以激活投影的面板，當(dāng)用戶“觸摸”空中控制鍵時，投影面板可以感測到用戶的手指（圖1）。Holo Industries已提供這種投影面板的PC演示版本，供那些想試用這一技術(shù)并將其集成到系統(tǒng)設(shè)計中的開發(fā)人員使用。由于面板表面沒有機會被污染，當(dāng)然就用不著滅菌了。

圖1：非接觸控制面板投射一個浮動影像，使用者只需觸摸薄薄的空氣即可與之互動。 （圖片來源：Holo Industries）

這些設(shè)備展示了巧妙的系統(tǒng)工程設(shè)計，為復(fù)雜問題提供了快速的解決方案。設(shè)計這些面板的部分原因是為了應(yīng)對新冠疫情，開發(fā)人員并不是從頭開發(fā)一種新技術(shù)，而是采用兩種已有的核心產(chǎn)品（在某些應(yīng)用中已存在數(shù)年了），并將它們與專有固件和所需器件結(jié)合起來，形成新的非接觸式觸控面板。

其中一項核心產(chǎn)品是Asukanet公司于2017年推出的ASKA3D投影板。該投影板使用透射二面角（dihedral corner）反射陣列將物體的影像投影到面板上方的空間，投影的影像在光學(xué)上是“真實的”，這意味著空中影像的光傳播進入人眼的方式與實際物體的光傳播方式相同，如圖2所示。對使用者來說，投射影像就像一個實際的物體漂浮在空中，人們可以從各個角度、不同側(cè)面看它，甚至還可以給它拍照。

圖2：投射影像上的每個點都發(fā)射光，就像一個真實的物體。（資料來源：Asukanet）

第二個關(guān)鍵產(chǎn)品是Neonode Technologies公司的zForce觸摸傳感器，它使用紅外投影儀和傳感器陣列來檢測用戶手指穿過感應(yīng)面時的空間位置（圖3）。利用這種2014年推出的基本技術(shù)，可以測量手伸入感應(yīng)平面的深度，從而確定“觸摸”位置并估算觸摸的“力度”。

圖3：zForce觸摸傳感器使用一系列紅外線發(fā)射器和接收器來確定物體（例如手指）在感應(yīng)面上的位置。（圖片來源：Neonode Technologies）

當(dāng)然，開發(fā)控制面板不只會用到這兩種產(chǎn)品，還需要考慮其它許多設(shè)計要素，包括面板尺寸、視角、用戶對使用按鈕的反饋，以及如何讓開發(fā)人員配置虛擬控制面板等。但是，生成浮動影像及感應(yīng)虛擬按鈕按下所需的先進技術(shù)基本上是現(xiàn)成的，從而省去了繁重的技術(shù)開發(fā)工作。

這就是系統(tǒng)設(shè)計的力量和挑戰(zhàn)：將他人開發(fā)的各種組件集成到功能方案中來解決問題，而組件設(shè)計人員卻可能想不到這樣做。在本文的例子中，Holo Industries的開發(fā)人員通過巧妙利用現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品，迅速開發(fā)了一個控制系統(tǒng)，幫助抵御新冠病毒的傳播。
編輯：hfy