深入了解Google Nest Hub第2代的睡眠感應 & Soli 微型雷達晶片 Sleep Sensing睡眠感應 什麼是Soli雷達晶片技術? 睡眠感應Sleep Sensing 手勢控制[鑫部落]
睡眠感應為Google Nest Hub第2代之招牌功能!
Google Nest Hub 第 2 代與前一代機型相比，最大的改變可以說是在原有基礎下，新增了「睡眠感應」(Sleeping sensing) 功能。
其幕後的英雄則是 Soli 晶片與一些感應器。
本文將介紹睡眠感應之運作原理，以及 Soli 所扮演的角色。
為方便各位讀者檢索閱讀，本文將分成多個部份說明 (現在支援文章內跳躍，請點擊目錄小標直接切換段落/Part):
[目錄，請點擊]
#1 什麼是 Google Nest Hub 第2代的睡眠感應功能?
#1 Google Nest Hub第2代的睡眠感應
睡眠感應功能會根據用戶入睡後的動作和聲音，來分析他的睡眠情況。
許多智慧手錶都可做到睡眠品質記錄或類似功能，透過 Nest Hub 第二代有何優點?
簡單說，就是用戶能自由自在，完全不需要穿戴任何裝置。你想裸睡也行，且不必煩惱充電問題!
啟用此功能相當方便，把 Google Nest Hub 第 2 代放床邊櫃，其他的事情就由機器自動搞定!
為了實現睡眠感應功能，機器內部配置了數個感應器(感測器)在後台支援:
(1)Soli 微型雷達晶片，應用在檢測用戶動作和呼吸，此為睡眠感應之最重要基礎。
(2)環境光度等化感應器，則是在原有基礎上加強了功能。現在增加室內光線測量，能幫助用戶了解睡眠時之光線干擾情況。(註: 原本功能為控制顯示器亮度 & 顏色校準)
(3)溫度感應器，第二代新增項目。主要用於室溫測量，能協助用戶了解睡眠期間的溫度干擾問題。
(4)麥克風，收集睡眠時的聲音，例如咳嗽和打鼾聲，幫助用戶了解睡眠期間的聲音干擾狀況。
由於 Soli 雷達晶片的基本是動態動作檢測，Google 也把手勢控制放進來，平常用戶能用揮手或手勢控制機器。此部份特稱為 Soli sensor for Motion Sense。
睡眠感應會追蹤用戶的就寢和起床時間，以及睡眠時間長短。
由於本功能是為了分析個人睡眠狀況而設計，將跟登入的 Goolge 帳戶 (Gmail) 連動。
因此，若想要同時分析同床夫妻的睡眠狀況，每一位都必須配置一台 Nest Hub 第2代。
用戶隔天便可在 Nest Hub 第2代螢幕上查看摘要簡報，了解前一晚的睡眠品質。
若人外出不在機器旁邊，亦可透過 Google Fit app (另外安裝) 進行瀏覽與查看。
睡眠資料會安全地儲存在 Google 帳戶內。
如果用戶不需要睡眠感應功能，可以隨時選擇將之關閉。
#2 睡眠感應 Sleep Sensing 是如何運作的?
Google Nest Hub 第 2 代的睡眠感應功能會自動收集用戶當晚的睡眠資料。
內容會包含數個項目:
(1)透過多個感應器之協同運作並儲存數據紀錄，之後 app 可幫用戶瞭解影響睡眠品質的可能原因。
參與的感測器包括: Soli 雷達晶片、環境光度等化感應器、溫度感應器、麥克風。
Google Nest Hub 第 2 代的 CPU 比前一代進步，可滿足處理效能的需求。
(2)機器會分析房間中的光線和溫度變化，讓用戶了解所處環境是否存在影響睡覺品質之因素。
(3)感應器還會偵測用戶的呼吸情形，以及睡眠期間受到的可能干擾，例如打鼾聲和咳嗽。
(4)用戶每天早上都可以在 Nest Hub 第2代上查看睡眠品質摘要。
(5)或者，用戶可直接下令「Ok Google! 我昨晚的睡眠品質如何？」也能取得這項資訊。
App 在學習用戶的睡眠模式和習慣後，每週都會提供相關意見。經由個人化深入分析資訊和建議，用戶的睡眠將更安穩，實現一夜好眠的結果。
只有知道問題後才有辦法營造良好的睡眠環境，「睡眠感應」之最終目的是協助用戶提升睡眠品質!
值得注意的是，目前睡眠感應功能屬於體驗狀態(preview)，即日起可試用至明年 (2022)。
在開發這項新技術的過程裡，Google 將持續從經驗中創新，思考如何將此技術融入 Fitbit 和 Fitbit Premium，以期帶來更優異的使用者體驗。
未來使用睡眠感應功能，方式將是透過租用方式付費(訂閱制)。
#3 Soli 雷達晶片技術
Soli 是 Google ATAP 於 2015 年的一項開發計畫。
(ATAP = Advanced Technology and Projects，先進科技與計劃部門)。
Soli 的原理是利用短距離雷達之無線頻譜技術，藉由電波發射與反射之信號狀態，達到追蹤、檢測、量測附近物體的動作。亦可判斷接近和存在與否。
通常，攝影鏡頭也會被用來偵測物體的動作變化，例如網路攝影機，兩者有何不同? 攝影鏡頭的運作方式是拍攝影像，再進行畫面前後比對。
Soli 技術是基於檢測信號變化，所以處理單元可以做得極小。而且 Soli 之識別機制為動作優先於形狀，它完全不需要清楚的圖像便能判斷。此資料無法由人類直接判讀，所以隱私性更好。
Soli 專案發起人 Ivan Poupyrev 希望用此技術來捕捉手指的精細動作。
即使沒有實體旋鈕，操作者在空中做出轉動的動作，一樣能達到控制目的。
此特性很容易跟 VR 虛擬實境做結合，套用最新用語便是元宇宙方面的應用 (applications of Metaverse)。
Soli 也可輕易跟現在的 3C 產品結合，其中一個用途就是手勢控制或虛擬按鍵，隔空便能操作。
在 Google 大家族裡，Pixel 4 手機就曾運用到 Soli。
此外，Soli 還被用於 Nest Thermostat (Nest 恆溫器)，可偵測房間是否有人，以及在有人靠近溫控器時自動把顯示器點亮。
Soli 之最新的應用範例就是 Google Nest Hub 第2代，它可提供睡覺期間的呼吸與動作檢測，遂成為睡眠感應功能的基石。同時間，幫忙助攻的麥克風、環境光度等化感應器、溫度感應器、麥克風，可以讓睡眠數據更完整。
揮手毫無疑問是動作的一種，偵測揮手對 Soli 來說完全不是問題。所以 Google Nest Hub 第 2 代也利用 Soli 把手勢控制加入。操作者可以使用快捷手勢操作 Nest Hub 第 2 代的多項功能，譬如播放或暫停歌曲或影片、延後鬧鐘，以及停止計時器。
#f 心得與感想
2019/10 上市的 Google Pixel 4 & Pixel 4 XL 手機，以擁有「Motion Sense」功能而受到外界矚目。Motion Sense 之背後英雄正是 Soli 雷達晶片。
然而，用戶體驗不如預期，當時主要抱怨包括:
(1)Soli 晶片讓 Pixel 4 系列手機的螢幕上方佔用區域過大，不符合手機主流設計。
(2)Soli 晶片不符合某些國家的法規，導致 Pixel 4 系列無法在部分國家販售。(Motion Sense 適用於美國、加拿大、新加坡、澳洲、台灣以及大多數歐洲國家/地區，但不適用於印度)
(3)較為耗電。
(4)能用手勢控制的功能太少，用戶也不太會用。還有用戶對觸控早已習慣，隔空手勢應用機會較少，也沒有絕對的必要性。
Pixel 4 之後的手機已捨棄這項功能，至少 Pixel 5 (2020/10) 與 Pixel 6 (2021/10) 都沒再出現。顯然 Google 認為 Soli 晶片在手機應用上尚有改善空間。
不過，Soli 已慢慢回歸，例如: Nest Thermostat G4CVZ (2020/10)，便裝了 Soli 雷達晶片，它會感測是否有人靠近，可自動喚醒 & 顯示當前溫度。
緊接著，最新的 Google Nest Hub第2代 (2021/3) 讓 Soli 有了更大的發揮，除了手勢控制以外，還做出了創新的睡眠感應功能。
我們可以看到 Soli 已透過別種方式捲土重來，未來將有更多機會在 Google 新裝置上看到。
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(註1: 基本上 Google 助理是 Nest 全家族共通的，包括 app 設定/語音指令......都可以通用)
(註2: 中文語音控制只適合台灣銷售的 Nest 產品，如 Google Nest Mini 2、Google Nest Audio)
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