冠狀病毒的傳播能力很強(qiáng)，到目前為止人們?nèi)匀粵]有找到應(yīng)對(duì)之策，這促使許多系統(tǒng)工程師嘗試?yán)矛F(xiàn)有技術(shù)來設(shè)計(jì)通用的無接觸用戶介面。因?yàn)樵诠矆?chǎng)所，要想保持所有用戶接觸介面（例如電梯按鈕和互動(dòng)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(xì)菌傳播。最開始的兩個(gè)應(yīng)用是針對(duì)餐廳電梯和公共信息板的：設(shè)備將浮動(dòng)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(shí)，投影面板可以感測(cè)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(jì)中的開發(fā)人員使用。由于面板表面沒有機(jī)會(huì)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(gè)浮動(dòng)影像，使用者只需觸摸薄薄的空氣即可與之互動(dòng)。 （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(jì)，為復(fù)雜問題提供了快速的解決方案。設(shè)計(jì)這些面板的部分原因是為了應(yīng)對(duì)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(xiàng)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(shí)的”，這意味著空中影像的光傳播進(jìn)入人眼的方式與實(shí)際物體的光傳播方式相同，如圖2所示。對(duì)使用者來說，投射影像就像一個(gè)實(shí)際的物體漂浮在空中，人們可以從各個(gè)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(gè)點(diǎn)都發(fā)射光，就像一個(gè)真實(shí)的物體。（資料來源：Asukanet）

第二個(gè)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(cè)用戶手指穿過感應(yīng)面時(shí)的空間位置（圖3）。利用這種2014年推出的基本技術(shù)，可以測(cè)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(huì)用到這兩種產(chǎn)品，還需要考慮其它許多設(shè)計(jì)要素，包括面板尺寸、視角、用戶對(duì)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(dòng)影像及感應(yīng)虛擬按鈕按下所需的先進(jìn)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(jì)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(jì)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(gè)控制系統(tǒng)，幫助抵御新冠病毒的傳播。
編輯：hfy