您的瀏覽器不支援JavaScript語法,但是並不影響您獲取本網站的內容。

趨勢觀點

具AR - HUD之機車用智慧安全帽

酷設工坊JARVISH Inc.

智慧安全帽發展概況

在智慧穿戴裝置強勢興起的時代,各類產品百家爭鳴,反觀安全帽仍尚未開發。智慧安全帽並非全新概念,好幾年前就有裝載藍芽設備。安全帽內裝有藍芽耳機,讓騎士在駕駛期間不會漏接電話,也減少因分心造成的事故,但當時藍芽僅供接聽手機。再加上,機車發生交通事故的死亡率高達52%,又以駕駛者疏忽道路情況為多,且研究指出,配戴安全帽會造成騎士的視野遮蔽(3/4罩式安全帽損失3%視點、全罩式的安全帽損失7.3%的視點),容易在低頭觀看資訊時導致危險,因此各家廠牌相繼推出搭載多項智慧功能的安全帽,其中以SKULLY最受矚目。

SKULLY於2014年推出「AR-1」智慧安全帽,不只整合手機相關功能,更搭載抬頭顯示器 (Head-Up Display, HUD),將導航、車輛狀況等資訊即時顯示於面罩,讓機車騎士在觀看行車資訊的同時,亦可密切注意前方路况。然而挾著高人氣的SKULLY,在2016年8月宣布破產。BMW於2016 CES展出名為 BMW Motorrad Vision Head-up Display 的智慧安全帽,就如同可以顯示資料的智慧眼鏡一般,提供騎乘過程中一切所需要的資訊,包括車輛時速、檔位、導航,甚至是手機來電,都可以透過這個智慧安全帽進行接聽。然而,BMW迄今未有任何量產的產品推出,意味著智慧安全帽產業距離成熟,尚有一大段路要走。

JARVISH是一家全方位智慧安全帽設計、製造與軟體開發的公司,領域涵跨軟硬體整合技術、機構、微光電與人機與圖像使用介面之設計。希冀以科技降低使用者風險,提高傳統頭戴式裝置之安全係數,同時突破傳統裝置之功能侷限性。JARVISH亦投入很大的研發心力於開發安全帽的顯示功能。

JARVISH智慧安全帽

JARVISH智慧安全帽

微型化AR - HUD

智能頭戴裝置從人機介面設計的觀點看,在「顯示」的功能之外,僅能透過聲音來達成人機互動這個命題,因而便有許多題目可以發展。在許多使用情境上也足以負荷穿戴運算的需要,但是加上近眼顯示功能後,卻能在服務設計的深度上提供更大的空間。

由於 JARVISH 挑戰的頭戴裝置在一開始選定難度最高的摩托車安全帽,因為安規測試及使用條件嚴苛,在顯示功能的光機電整合及軟體實作上,均較一般資訊娛樂用途的設計更為嚴峻。簡單說來,可以從亮度、視場角、機構空間、散熱等等條件評估。

Near eye(近眼)see-through(透視)光學設計從使用者體驗觀點看,有兩類主要的作法,分別是投射式及光波導式。顧名思義,投射式設計需要較大的空間讓光路(經過空氣中或幾何光學結構中光的路徑)通過,機構設計上不易處理,相對外型設計亦受到相當程度限制。但光學設計的技術門檻較低。一般來說,比較容易透過光學產業現有的技術、設備和製程導入個別需求不同的專案設計。

相對應較容易實現產品外觀設計的波導式,光學設計門檻極高,可量產性設計亦極具挑戰性。除少數透過幾何光學手段達成,目前市場上可見主流的設計多透過濕式半導體製程,前期光罩投入成本高昂,光學件生產組裝良率也還有很大的挑戰,過低的良率及超高前期研發投資,導致產品終端價格居高不下,主要有能見度之相關產品,如 Microsoft 或 EPSON 的護目鏡形式或眼鏡形式產品,距離一般消費大眾可以接受的價格仍有極大的落差。

微型化AR - HUD

微型化AR - HUD

人眼透過不停快速移動對焦於不同位置的細部,「周邊視界」範圍涵蓋理論可達 180° (雙眼重疊的區域為 120°;註:周邊視界僅供維持向感與空間動態活動的察覺)。實際上,人眼的有效視角很窄,3° 至5° 內最清晰,視角放大到 10° 至12° 分辨率開始下降,所以通常法規規定交通號誌需置於視角(視覺圓錐角)10° 以內。如果考慮在帶移動速度的狀態下,時速 30 km 時,周邊視界開始下降到 100°;時速 60 km 時,周邊視界剩約 70°;當時速到 100 km 時,周邊視界就只有 40° 左右。

近眼式顯示成像之虛像,在針對二輪高速移動載具的視界(使用情境)要求,設計上在 eye box(眼動範圍)及對應 eye relief(出瞳距離)的成像尺寸及位置,須考慮使用者視線焦點移動不得影響或降低注意力,相較於在 control environment (受控制環境),如客廳或辦公室場域,設計上的規格要求更高。
在上述主要光學設計以外的周邊因素,穿戴式顯示器的設計跟其它電子產品一樣都有散熱的問題要處理,對應光衰減的特性,配置高亮度光源所產生的熱需要結構空間散熱,另外由於電池容量的限制、有限的終端運算能力,整體穿戴裝置的顯示使用者體驗也有很多努力空間,相較於消費者對護目鏡、眼鏡等形式產品既定的「印象」,JARVISH 選擇以安全帽整合的使用者體驗,有較佳的機會創造符合甚至超越期待的頭戴顯示視覺體驗。

新創團隊JARVISH打造之智慧安全帽

安全帽是生活用品,在市場上已存在數十年,代表這已是一項完全優化產品,要如何更進一步發展便是難題;再者,消費者不會將安全帽視為高科技產品,因此要突破消費者既定印象更是困難。為了扭轉大眾對安全帽的刻板印象,JARVISH選擇先從金字塔頂端消費者著手。一方面讓戴了幾十年傳統安全帽的消費者看到智慧安全帽的突破;一方面也以高消費族群為抽樣對象,調查眾多功能中哪些是騎士真正需要的。未來目標則是將智慧安全帽推廣為大眾用品,也回歸安全帽本質,提升保護能力。

JARVISH斥資千萬元打造的智慧安全帽使用航太級碳纖維材質,除了通風防熱,也是全球最輕的人工智慧安全帽,約1.5公斤。具有網路通訊功能提供衛星導航、動態感測、雲端智慧分析等多項功能,還能聲控操作打電話,聽音樂和高解析度廣角錄影,像個「多功能智慧管家」。未來希冀在成本、技術與安全三方面的考量下,能將HUD裝載至安全帽上,帶給使用者更佳的體驗!