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曹思漢是工研院弦樂團的成員,為了發表會而攜帶一把小提琴,沒想到竟讓LIKA團隊拿下OpenStack基金會首度在台舉辦OpenStack應用黑客松的競賽冠軍。

時間回到今年(2016)3月18日下午到20日下午5點30,OpenStack應用黑客松比賽現場。

比賽倒數計時42小時前:由工研院服務業科技應用中心曹思漢、吳季剛、廖仲偉、劉建宏、蔣岳珉等工程師所組成名為L.I.K.A參賽團隊,在評估現場近50隊參賽隊伍的實力後,決定更改原先討論出「手勢解鎖」的主題,改以「量測小提琴演奏者肌肉訊號的穿戴裝置」為研發主題,儘管將壓縮開發的時間與增加軟硬體整合技術的難度,LIKA團隊為達到增加在第三天的成果展示會上的勝算,還是毅然決然的更換主題。

比賽到數計時24小時前:曹思漢根據每個人在伺服器設備、手機系統、穿戴裝置、感測器的不同技術專長,相互分工,各自完成所負責的部分。

比賽倒數計時10小時前:LIKA團隊進行軟硬系統整合工作,藉由讓小提琴演奏者在手臂,穿戴裝上具有感應晶片的裝置,以三軸加速規開發出的MMG (Mechanomyography)肌肉量測訊號技術,來偵測演奏者手臂肌肉運動時所發出的低頻訊號,並即時解析肌肉拉動和與其相應的手指動作,將演奏的律動、力道與聲音以數據形式完整儲存在OpenStack雲端平台,再利用巨量資料運算優勢進行比對分析。

比賽倒數計時6小時:測試系統運作,進行UIUX介面的優化,利用藍、綠、紅線條呈現,便於讓受眾一目了然。

比賽時間到:LIKA團隊進行「量測小提琴演奏者肌肉訊號的穿戴裝置」成果展示,隨著優美的旋律起伏,電腦螢幕上清楚地展示演奏者肌肉拉動與對應手指的位置,而讓OpenStack評審團大為驚艷,一致給予好評。

志同道合培養默契

由美國太空總署與雲端服務公司Rackspace合作創始研發的雲端運算軟體「OpenStack」從2010年開始,比照Linux作業系統,以精簡的開放核心架構,讓各領域產業可在既有核心架構下,開發出各自的產品化軟體版本,而發展至今已成為廣泛被使用的開源碼雲端建構軟體。

目前通行全球178個國家,擁有超過570家公司用戶及37,000名個人用戶。而在台灣的使用者社群規模為全球第15大,超過1,800人。例如:中華電信、鴻海、廣達等企業都用OpenStack作為雲端部署平台。OpenStack黑客松活動此次開發主題為「未來城市」(Future City),比賽的規則是參賽者所開發的主題符合雲端運算的應用程式。

工研院服務業科技應用中心健康服務組工程師曹思漢,也是此次LIKA團隊隊長表示,參賽的動機主要是來自服科中心主任余孝先的支持與鼓勵,期望透過參賽的經驗,了解到現今雲端應用的趨勢,回饋給服科中心的醫療、健康團隊,利用雲端運算技術開發出更多元的應用服務。「決定參賽後,由我負責籌組團隊。我平時就跟幾位小組成員的私交不錯,也相當了解他們擅長的項目與領域。比方說,建宏專長在伺服器領域;季剛專長穿戴裝置、MMG領域;仲偉則是研究手持裝置系統⋯⋯。我就在思考若能結合團隊擅長的領域,從手機端、雲端連接後端資料庫的服務,應該能提高贏得比賽的機率」他說。

因此,LIKA團隊在參賽前一星期對於採用MMG肌肉量測訊號技術的「手勢解鎖」應用主題達成共識。工研院服務業科技應用中心健康照護服務組工程師吳季剛說明,大部分的工程師在研發量測身體訊號時,會使用肌肉收縮時所產生的電位訊號的EMG(Electromyography),但採用EMG訊號容易因為人體產生的汗水而影響數據,而且製作成本也較高,「為了避免汗水的干擾與成本高的問題產生,我們決定採用MMG技術作為肌肉量測的技術」他說。

臨場應變逆向思考

然而,到了競賽現場,LIKA團隊卻推翻原本的主題。

曹思漢說:「到了現場,我們立即明顯地感受到來自各界優秀的軟體開發人員都聚集這場比賽。例如:有些參賽隊伍是開發利用無人飛機管理停車場的應用服務;有的團隊則開發虛擬手機的應用服務。顯然的,我們想要在比賽中勝出,必須重新擬定策略才行。」

吳季剛補充說:「我們的策略思考邏輯是,絕大多數參加黑客松比賽的工程師屬於純軟體背景的開發者。掌握參賽者特性後,於是我們就想有沒有什麼事情是自己可以辦到,但別的隊伍辦不到的呢?以做出區隔。然後是,在3天後成果展示,假如我們表演『手勢開鎖』項目,但手勢開鎖其實只是一瞬間的動作,然後就結束了,有沒有比這更戲劇化的方案,可以更吸睛的表演呢?」

曹思漢攜帶的「小提琴」成了解答。「我因為參加完OpenStack比賽後的隔天,要參加一場在院內舉行的小型弦樂團發表會,所以就把小提琴帶在身邊。於是,大家就想不如以量測小提琴演奏者肌肉訊號的穿戴裝置作為研發的主題,一方面結合軟硬體的應用可與其他隊伍做明顯的區隔;另一方面也能透過表演時的戲劇效果,讓使用者一眼就能了解我們在做什麼。」

時間賽跑加速分工

正當LIKA團隊重新擬定競賽主題之時,時間也正快速地流失中。在比賽過程中,由於團隊成員彼此之間早已建立良好默契,一旦分工確立後即展開平行開發。例如:確認不同載體之間的傳輸協定規格;手持裝置資料上傳到雲端資料庫並利用其巨量資料運算優勢進行比對分析⋯⋯。曹思漢表示,比賽過程中,其實技術問題是相對容易克服,反而是非技術上問題必須要思考更為周延。例如:什麼樣的曲目可以讓聆聽者產生共鳴?曲目的難易程度應該怎麼取捨呢?使用者介面應該呈現哪些畫面,如何去呈現才能讓評審快速進入使用情境呢?

所幸,LIKA團隊一一克服這些困難。吳季剛還打趣的說,當自己把拿著焊槍開始焊設備時,立即引起其他參賽者與評審的好奇與關注。當OpenStack的高階主管來到會場,也會到LIKA團隊的位置上訪視,顯見作戰策略運用得宜,帶來良好的效益。

整合端網雲服新應用

LIKA利用短短40幾小時開發出從前端APP、雲端資料運算整合到穿戴感測裝置設計應用服務,在Big data、雲端運算時代裡,展現跨界創新的思維。曹思漢以自身的經驗表示,由於MMG肌肉量測訊號技術可以將身體訊號數據化,加上穿戴式裝置,原本運用在醫療上的偵測技術,可延伸到音樂領域。例如:可蒐集知名音樂大師的「體感樂譜」可作為教學的應用,讓學習者可以精準的仿效;又如:可蒐集並紀錄運動員於運動時的肌肉訊號,加以研究分析,作為教練提升運動員專業技巧或避免運動傷害的參考依據;再如應用於紀錄如拉麵師傅、麵包師傅揉麵團的手臂肌肉的體感律動,可將失傳的傳統技藝,運用科學方法加以傳承。

吳季剛接著表示,另一個應用層面,則是他觀察到玩家玩虛擬實境時,戴上虛擬實境的眼鏡時,很難順暢地使用遙控器或按鈕,應用這套量測技術,可讓玩家直接運用手勢玩虛擬實境的遊戲,節省遙控器與找按鈕的時間。他也透過目前正在研究將技術應用於全球風靡的寶可夢(Pok'emon GO)遊戲上,讓玩家加快捕捉神奇寶貝的速度,相信可創造更大的應用商機。








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