济南大学90后小伙潜心研发惯性动作捕捉系统之路
| 卷福: 有一句话能点得着火！？ 据说今天的话题很燃，访谈对象也是热血九零后。孚心科技的联合创始人·贾海强，一位智商和腿长皆优秀的年轻创业者，为我们讲述他和惯性动作捕捉之间云淡风轻而又曲折婉转的故事。 动作捕捉 动作捕捉，即记录物体运动或人体运动的技术，可用于军事、娱乐、医疗、机器人等等。 惯性式动作捕捉，是基于微型惯性传感器、生物力学以及传感器融合算法的动作捕捉系统。多用惯性测量单元(IMU)来测量旋转速率。旋转数据经翻译转化为动作，呈现在软件的虚拟骨架上。传感器节点越多，动作就越自然。 筚路蓝缕 初出茅庐 | 被马骑是一种怎样的体验? 2013年在Youtube上看到国外的动作捕捉。大学时期没有功利心，只觉得这个东西很新，想把产品做出来。那时候，我在济南大学读本科，胡总 (胡茂晓) 在山东大学读硕士，面临毕业，他已经在找工作。我们的动捕70%都是胡总做的，思路也是他的，我给他提供助力。如果他去工作，产品就没了。 我要想办法把东西留住。和胡总吃了三次饭，问题聊通之后，我们一起注册了公司。 公司既成 要把产品做下去，就要找投资。 2015年风投在北京已经很火了。我们公司在济南注册，胡总也在济南研发。我带着产品往北京跑，一周一次，四个月找了不下50个投资人。 开始很有信心，但一来一去都是被拒，就没感觉了。钱慢慢花完，火车站也睡过，但心态一直很好。很多创业者可能有类似的经历。 “ 做东西，都有一个痛苦的过程，那就是成长 ” 金主难觅 回到济南之后，参加了一次路演。当地的一个投资经理了解我们的对手，我讲的时候，他眼前一亮。他说竞品公司已经做了上半身的节点，我们把下半身做出来，他就投我们。 我和胡总憋了一周，困了就睡，醒了就继续想办法，终于把全身节点做出来了。 再谈的时候，那位投资经理没说投不投，但把我们产品拍照发到朋友圈。一个青岛VR公司的负责人第二天就开车来了济南，我做了产品演示，他说谈谈投资。 第一次听到别人主动谈投资。钱不多，但暂时够用。也没有想象中的喜悦，很淡定。 那天，济南下了2015冬天的第一场雪。 加大投入 2016年2月，我们有了清晰的意识——几十万做不成这件事。那时候，竞品公司已经拿到千万甚至过亿的投资。动捕不像APP，做硬件很烧钱，是个无底洞。 陷入资金困境，我又开始往来济南北京。后来利亚德投了天使轮，我们把公司迁到了北京，在研发上加大了投入。硬件是今年出的货，4月开始做市场了。 产品心路 如此外观 做工业设计的时候，遇到的最大问题是，我们要做消费品还是工业品。我和做工业设计的人探讨，说工业用途消费用途，只是定价上的差异，归根结底是人在用。当时我们有两套方案，一是设计成长方形，二是圆形。 形状的利弊要辩证来看，长方形设计能够更好地贴合身体骨骼，减少肌肉产生的扰动，从这个角度来看，选择圆形或许是一个错误，如果有经验，就不会这样选择。 但事实证明，错误反而变成了我们的优势。圆形产品会带来更新奇的用户体验。之前惯性动作捕捉在商业领域的应用更多，消费领域少一些，圆形设计可能会更好地兼顾两者。重要的是，我们发现技术并没有受到产品形状的太大限制。 “ 许多创意都是无心插柳，是你刻意去创新的时候很难遇到的惊喜。 ” 当初为什么选择圆形设计？设计师拿出圆形方案的时候，我好像有些柔软的部分被触动。那是一种星空的感觉，有点深沉。 小时候的农村，娱乐设施很少，晚上抬头就是星空。长大之后发现，回忆很奇妙，能够给人很多启发。而且回忆不需要用日记去保存，我们做产品的时候，它自然而然就会出来。 技术路线 除了外观，技术途径也经历了抉择。2015、2016两年VR很火，惯性动捕在VR里是一个交互设备，就我所知有四五家公司在做。那么，我们是不是要专注VR市场？答案决定了产品路线。 当时我认为，VR一定是未来，但我们不能在这条路上孤注一掷，要用独立思考和综合判断来稳扎稳打。 VR领域的动捕只需要形成交互体验，对精度要求不高。相比，体育数据分析、医疗、生物康复等等行业对精度要求更高。 “ 放眼更广阔的市场，意味着我们要选择更艰难的技术路线。 ” 国外用的芯片，算法是高精度的。我们要提升精度，只有换掉芯片的自带算法。如何表现出更精准的动作或是高难度的动作，每一处性能提升，可能都需要两三个月。也有时候，几个月没做出任何成果，一直踩坑，找不到可行的路。 | 这跟头我能翻一天 人类行走的姿态各不相同，身材也不同。这些都会对数据产生影响——设备带在腿上，腿可能没动，但肌肉的微量移动会被记录下来。 动作相同，腿部粗细不同，节点偏转角度也会不同。双脚的落地与抬起能组合成一百多种形式。 外包能节省部分时间，减少试错成本，但我们选择了自己研发。走了很多弯路，但辩证来看，产品从零到一都是我们的，是可控的。再出第二、第三代的时候，我就会知道哪些方式不行，外包没人会告诉我这些，我只会得到一个可行方案。 动捕 小历史 光学动捕 | 卷福: 我是一只牙疼的伏地魔 光学式动作捕捉开始于英国的Oxford Metrics Limited，最初是基于摄影测量的分析工具。它的子公司VICON在80年代末把动捕引入影视制作，收获了奥斯卡技术成就奖。 和处在行业尖端的VICON一样，90年代成立的美国公司NaturalPoint也是光学动捕的代表。旗下的OptiTrack动捕系统为专业团队提供了价格相对友好的选择。 阿凡达结合了光学动捕和惯性动捕两种主流方式，开创了动捕在影视制作环节应用的一个先河 惯性动捕 | 好像听到有人说我帅 惯性式动作捕捉的代表是荷兰的XSens，2000年由荷兰特温特大学的两个毕业生创立，和我们的经历很相似。他们积累了七年单模块的经验，才做出全身的动作捕捉，很有耐心。 我们属于新生力量，但也有自己的优势—— 1 我们自己的算法，精度和国外差距不大。不需要二次开发 (额外算法) 。只是在一些细节上，国外团队处理得更好一些，需要时间来打磨。 2 产品有标准使用流程，操作简便。 3 惯性测量单元 (IMU)在后期服务、技术支持方面会优于国外团队。 实际应用 | 想起了爱疯x的表情包... 除了影视作品、动漫、游戏之外... 体育数据分析 惯性动捕可以用来获取动作姿态的所有相关数据，这是光学相机做不到的。用一个或几个节点就能监测运动成绩，依靠运动轨迹、动作、姿态参数来得出成绩。 康复医疗 动作捕捉系统可以根据人体横平面数据，结合关节位置，轴的倾斜和旋转来评估关节的功能。 | 眼神还不够迷茫么 工业仿真 工业仿真是对实体工业的一种虚拟，将实体工业中的各个模块转化成数据整合到一个虚拟的体系中去，模拟作业流程，实现各种交互。 虚拟现实 虽然动作捕捉在VR领域没有发展成形，但它依然是刚需，是VR形成交互的前提。除了手势交互，全身交互使用光学动捕造价太高，最可行的还是惯性动捕。 走进机器人 除了上面提到的应用方向，惯性动捕技术也和机器人行业联系紧密。 千姿百态 首先，姿态判断是很明确的应用方向，比如机器人摔倒了，能够判断自己处于怎样的状态。 | 头可断，发型不能乱 惯性导航 机器人行走中，用SLAM和惯性导航等实现组合导航。惯性导航是机器人行业的刚需，也是我们瞄准的市场。 未来你好 机器人行业短期内不一定会爆发，但会呈现增长趋势。有了一定的技术积累，我们才决定涉足这个行业。一个产品，可以有很多潜在的应用场景。但只有达到场景的一系列需求，才能进入相应的市场。未来我们希望针对不同机器人类型，为团队提供整体解决方案。 数据平台 目前，我们正在与另外两家公司合作搭建一个数据平台，包含全身以及各个部位的动作数据。让产品得到的数据最终回到这个平台。 比如，甲买一套动捕，把数据放在平台交易，乙就不用再买设备。这样我们就可以服务一些小团队，他们的资金可能不足以购买一套设备。 | 放饭了放饭了~ 比如，加上识别算法，可以利用平台的数据实现一些疾病的诊断。这个过程会比较长，不是一两个月能够完成。 但在实际应用中，有些地方走不通。 1 一些数据具有私密性。 2 数据积累到一定的量，才能有相应的说服力。 3 很难说甲的某套动作数据是不是符合乙需要的人物形象。其实这有办法解决，加上一些算法，让数据实现不同类型的适配，但那是后话了。 这些问题也让我们发现，产品的研发，是随着问题的出现，在各学科的路上越走越深的过程。 刚刚开始 和互联网行业不同，我们的研发周期很长，机器人也是。只有把产品做精，才不会被淘汰。要沉得住气，让自己的产品拥有完全自主知识产权。 以下几条你可能不知道: 1 美国光学动捕公司NaturalPoint已被孚心科技的投资方利亚德集团全资收购； 2 动作捕捉可以用于测谎； 3 文章结尾会送你小哥哥温暖的微笑。 点击阅读原文，了解孚心科技有限公司详情http://www.foheart.com/about.html
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