L'evoluzione di Kinect e la reale importanza di Microsoft Research
Sommario:
Che Kinect sia importante per Microsoft è quasi una verità ovvia. Il dispositivo di acquisizione di Redmond va ben oltre un semplice metodo di controllo della loro console per videogiochi ed è diventato un elemento importante della loro strategia e un riferimento per molti dei loro prodotti. Ma è anche un esempio tangibile di cosa può nascere dall'unione di un reparto aziendale con il laboratorio di idee di Microsoft Research.
Il primo Kinect ne era già un esempio. Tre anni dopo, è quella stessa unione che ha permesso al dispositivo di evolversi fino a limiti insospettati per accompagnare l'uscita di Xbox One.In tutte le sue sezioni Kinect 2.0 rappresenta un miglioramento significativo rispetto al suo predecessore e durante questa settimana Microsoft ha colto l'occasione per spiegare come ha fatto parte del processo di sviluppo del gadget che sta per diventare un tassello fondamentale nell'interazione tra uomo e macchina.
Kinect 1.0
Quando Microsoft presentò Project Natal all'E3 di giugno 2009, molti videro in esso una semplice risposta da parte di Redmond all'indubbio successo che Nintendo stava raccogliendo con il Wii e il suo sistema di controllo. Ma sotto quel progetto dal nome di una città brasiliana si nascondeva il Kinect, un dispositivo che si è rivelato un indiscutibile bestseller e che nel tempo ha finito per essere molto più del previsto.
Sebbene la tecnologia alla base del primo Kinect sia nata dagli sviluppi software dello studio Rare e dalla tecnologia di cattura delle immagini dell'azienda israeliana PrimeSense, sarà la combinazione di il team Xbox con le indagini di Microsoft Research che permette di raggiungere il mercato
Il dispositivo a forma di bastoncino utilizzava un proiettore a infrarossi e una telecamera che scansionava la scena e inviava le informazioni a un microchip appositamente preparato per catturare il movimento di oggetti e persone in tre dimensioni. Ad essi si aggiungeva una fila di microfoni in grado di riconoscere la voce dell'utente. Tutti questi elementi insieme hanno consentito la cattura del movimento 3D insieme al riconoscimento facciale, gestuale e vocale.
Per un compito del genere le specifiche Kinect non erano niente di speciale. La fotocamera aveva una risoluzione VGA e funzionava a 640x480 per impostazione predefinita, sebbene fosse in grado di funzionare a 1280x1024 pixel al costo di una frequenza di aggiornamento inferiore. Il microchip incluso svolgeva solo una parte del lavoro di elaborazione delle informazioni, lasciando buona parte del compito alla console stessa.
Una delle chiavi dell'intero sistema risiedeva nel software creato da Microsoft per interpretare tutte le informazioni raccolte dai sensori Kinect.È qui che Microsoft Research ha svolto e continua a svolgere un ruolo importante, indagando gli utilizzi più diversi di Kinect e collaborando all'SDK che Microsoft ha reso disponibile online dal 2011 in modo che qualsiasi sviluppatore lo integri nei propri prodotti o servizi.
Kinect 2.0
La grande differenza tra il nuovo Kinect e il suo predecessore risiede nella nuova fotocamera principale. La seconda generazione del dispositivo di acquisizione del movimento incorpora una fotocamera TOF (time-of-flight) ad alta risoluzione che consente all'imminente Xbox One Kinect di catturare più dettagli con alta precisione e maggiore risoluzione. La nuova modalità di profondità fornita da questa fotocamera TOF ti consente di riprodurre una scena con una fedeltà tre volte superiore rispetto al primo Kinect.
Questo non è l'unico vantaggio dell'utilizzo di questo tipo di fotocamera.Con esso si ottiene anche un campo visivo più ampio del 60%, che consente di registrare uno spazio più ampio e consente di registrare più persone contemporaneamente e a una distanza minore dal dispositivo. Con la nuova console possono comparire sul palco fino a 6 persone, riconoscendo e distinguendo tutti i loro movimenti. È un progresso significativo rispetto al suo predecessore che era in grado di registrare solo il movimento di 2.
Il secondo grande cambiamento nella nuova generazione di Kinect arriva dalla mano del nuovo sensore a infrarossi che riesce a riconoscere oggetti e persone in condizioni di luce molto scarsa. Il sensore è ora così potente da poter identificare gli oggetti in una stanza completamente buia. La precisione è tale da poter riconoscere persone e registrare corpi anche senza alcuna luce visibile all'occhio umano. In condizioni di scarsa luminosità, riconosce la posa della mano fino a quattro metri di distanza, distinguendo con precisione ciascuna delle dita.
Kinect 2.0 distingue lo scheletro completo dell'utente, l'orientamento dei suoi arti, i muscoli del corpo e persino il battito del suo cuore.
La combinazione dei nuovi elementi consente di registrare non solo la silhouette dell'utente, ma anche di distinguere il suo scheletro completo, l'orientamento degli arti, i muscoli del corpo con la forza e la distribuzione del peso esercitato su di loro, e anche il battito del cuore. Anche il riconoscimento facciale è notevolmente migliorato, rilevando anche i più piccoli dettagli e gesti e consentendo un'identificazione più precisa. Per avere un'idea di cosa significhi tutto questo, basta dare un'occhiata al seguente video.
Tutta questa nuova tecnologia ha anche un miglioramento nel processore Kinect che gli consente di far fronte all'enorme quantità di informazioni ottenute da tutti i nuovi sensori. Fino a 2 gigabit di dati al secondo vengono raccolti dal dispositivo per leggere l'ambienteTutte queste informazioni devono essere elaborate e interpretate rapidamente e per questo è stato necessario un evidente miglioramento delle specifiche della macchina.
Ma cambiare i componenti non è bastato. Il potente scanner che è diventato Kinect richiede un software in grado di interpretare tutto ciò che vede, e per questo è stato necessario effettuare un'evoluzione importante nel codice che lo esegue. È qui che l'esperienza e la conoscenza di Microsoft Research sono diventate più importanti che mai, aiutando il team Xbox dove sono sorti problemi e fornendo le giuste soluzioni in modo tempestivo. veloce ed efficiente. Kinect 2.0 diventa così il prodotto di una collaborazione la cui storia dimostra le potenzialità che Microsoft nasconde nel suo laboratorio di idee.
Il processo di evoluzione
The Evolution of Kinect è la storia di come un team di ingegneri ha provato a portare una telecamera TOF su Xbox One.Questi tipi di telecamere emettono segnali luminosi che rimbalzano sugli oggetti e vengono raccolti misurando il tempo necessario per percorrere la distanza. Affinché funzionino correttamente, distinguendo i riflessi dagli oggetti in una stanza e dal loro ambiente, è necessaria una precisione fino a 1/10 di miliardo di secondo. Un tale livello di accuratezza è l'unico modo per fornire informazioni sufficienti per consentire il calcolo adeguato delle forme e dei contorni degli oggetti.
Sembra complicato, e il problema è che raggiungere questi livelli con un prodotto di consumo è difficile come sembra. Durante il processo di sviluppo del nuovo Kinect, è stato necessario affrontare tutti i tipi di problemi che dovevano essere risolti in un tempo limitato. Kinect 2.0 dovrebbe essere pronto per accompagnare l'uscita di Xbox One, prevista per la fine del 2013.
È in queste circostanze che Microsoft ha un asso nella manica: Microsoft Research, il tuo think tankIl team dietro il Kinect ha utilizzato la vasta conoscenza e l'esperienza tecnica dei membri di Microsoft Research per risolvere i vari problemi che stavano emergendo con la nuova tecnologia integrata nel dispositivo. È qui che gli anni di investimenti in ricerca e sviluppo hanno iniziato a dare i loro frutti grazie alla collaborazione tra i diversi reparti dell'azienda.
La sfida non è stata facile. Differenziare gli oggetti in primo piano dallo sfondo e ridurre al minimo la sfocatura della fotocamera è un compito arduo. Per il primo, piccoli oggetti dovevano essere misurati con precisione in tutti i tipi di scenari e con tutti i tipi di condizioni di luce. Era necessario lavorare fino a quando non fosse possibile differenziare le dita delle mani, evitando che si confondessero con l'ambiente. Come risultato di questo lavoro il nuovo Kinect è in grado di rilevare oggetti piccoli fino a 2,5 centimetri, rispetto ai 7,5 centimetri del suo predecessore. Il problema della sfocatura ha richiesto un po' più di lavoro e l'ottimizzazione del software, ma col tempo gli ingegneri Microsoft sono stati in grado di ridurre il motion blur da 65 millisecondi sul Kinect originale a 14 millisecondi sul suo successore.
Tutte queste attività richiedono l'elaborazione di un'enorme quantità di informazioni. I dati acquisiti dalle fotocamere Kinect sono in base ai pixel, il che significa che ciascuno dei 220.000 pixel supportati dal sensore Kinect raccoglie i dati in modo indipendenteA questo dobbiamo aggiungere molte più informazioni raccolte dal resto dei sensori. La questione complicata è riuscire a identificare e interpretare tutte queste informazioni, separando gli elementi e la profondità in cui si trovano ed eliminando il rumore dall'immagine.
Con Kinect, Xbox One deve elaborare 6,5 milioni di pixel al secondo
"Xbox One deve elaborare 6,5 milioni di pixel al secondo e solo una piccola parte della potenza di calcolo della console può essere dedicata all&39;attività di interpretazione delle informazioni poiché la maggior parte della potenza deve essere riservata ai giochi, scheletrico tracciamento o riconoscimento facciale o audio. È stato richiesto un calcolo minimo per pixel, richiedendo la pulizia>Senza l&39;inestimabile aiuto di Microsoft Research, il team Kinect non avrebbe mai raggiunto il proprio obiettivo in tempo"
L'effettiva importanza di Microsoft Research
Il lavoro congiunto del team Kinect con quelli di Microsoft Research non è stato un rapporto puramente consultivo. I ricercatori Microsoft si sono occupati di gran parte del lavoro e hanno costruito un'intera infrastruttura e un software per risolvere i problemi legati all'evoluzione del dispositivo. La conoscenza delle due squadre nelle rispettive aree ha permesso di avanzare più velocemente che separatamente.
La chiave è stata la velocità con cui si sono integrate e la capacità di fornire soluzioni in un breve periodo di tempo. Ma tutto quel lavoro non si limita a mettere in vendita un prodotto. Il vantaggio aggiuntivo è che i progressi realizzati dagli ingegneri di Redmond sono disponibili per gli sviluppatori, consentendo più modalità di visualizzazione con cui lavorare e dati molto più puliti.
Kinect rivela tutto il potenziale che Microsoft nasconde come azienda e che si rivela quando i suoi dipartimenti lavorano in modo integrato.Diversi ricercatori di Microsoft Research sono stati attivi nello sviluppo di Kinect 2.0, lavorando a un progetto che avrà un impatto immediato sul mercato. Per quelli di noi che hanno chiesto una maggiore partecipazione di Microsoft Research ai prodotti Redmond, questa è una buona notizia.
Kinect è anche la dimostrazione tangibile che Microsoft Research è molto più di un laboratorio di idee, è un capitale fondamentale per il futuro di Microsoft .
Via | Il blog ufficiale di Microsoft | TechCrunch
