门罗导航无需GPS


  格林兄弟的经典童话里,汉塞尔和葛丽特在从家门口到森林里的路上,撒下一串面包碎屑,以免迷失方向,但他们的计划失败了,鸟儿吃掉了面包屑。在现代世界中,GPS设备可以帮助寓言中的兄妹。但是,如果他们走进一个没有GPS信号的地方,该怎么办呢?

  考虑到这个问题,微软的一组研究人员着手创建了一个移动设备,可以打造一种“数字面包屑”线索。无论用户是在室内或地下行走,还是在其它GPS信号达不到或者微弱的地方(比如,多层停车场,让人忘记了车停在哪里),该装置都可以收集线索数据。

  微软研究院的这个手机设备样机被称为“门罗”(Menlo),包括一套传感器:一个检测运动的加速计,一个确定方向的侧式指南针,一个跟踪海拔变化的气压传感器。

  虽然,现有的很多手机都部分地包含了这些传感器,“门罗”的新颖之处在于一个被称为“绿野”( Greenfield)的应用软件,其目的是利用传感器得到的数据来解决汉塞尔和葛丽特的问题。它的目标是计量用户的步伐序列,测定其方向转变,甚至计算出用户通过楼梯或电梯登上了几层楼。应用程序存储起这些跟踪数据,用户可以随后准确地折回他们来自的路径。

  研究人员们把“绿野”叫作“以活动为基础的导航”样本。下个月在葡萄牙里斯本举行的MobileHCI会议上,微软的团队将呈交一篇论文,他们把“绿野”定位于在那些未经地图测绘或无法获得地图的地方理想的导航方法。在这篇文章中,计算机科学家A•J•布拉施(A.J. Brush)和她的团队进行了一项试验,让一个人从他同事停在一个大停车场中的汽车里找回一个物件,而且,使用其同事的跟踪数据来导航。

  “我知道这是可能的,但我一直在想,什么时候才会有人把所有的部件绑在一起,”加州Chatsworth的咨询公司——第二次浪潮(SecondWave)信息系统——的法医技术员杰夫•菲施巴赫(Jeff Fischbach)说。菲施巴赫经常在刑事审判中作为专家证人出庭,庭上GPS数据可以作为证据使用。他说,从一个像“绿野”这样的应用程序得来的跟踪数据可以帮助确定一宗谋杀案的嫌疑人是否信誓旦旦地编了一个谎言。“这种数据在证明人无罪和为人定罪时都是非常棒的。”

  但是,因为这些跟踪数据都是可以被检索,被传送到互联网上,甚至被政府传审的,最重要的隐私问题就被提了出来。“你如何控制谁有权访问这些数据?”菲施巴赫说,还有,雇主会不会用它来密切跟踪他们的雇员?

  潜在的应用是多方面的。“绿野”可用于新的城市街头游戏,用来找回丢失的物品,在体育场里找到一个朋友,或着救援远足和登山的人。研究人员们引用了一本2002年出版的著作——工程师埃里克•约翰逊(Erik Jonnson)写的《内在导航》——中的思想,他认为,每个人都在努力建立“认知地图(cognitive maps)”。即使是那些方向感最好的人,也会被他们自己的记忆所迷惑,有时,记忆中的景观与实际布局正好相反。“我认为,人们有一种内在指南针,”约翰逊说,“一旦它出了问题,最令人吃惊的事情就发生了。”

  他们在两个不同的停车场进行的试验中——一个有GPS信号,另一个没有——微软小组在邻近的办公大楼里开始这个项目,递给测试者每人一张纸,上面写着同事车子的颜色、厂家、型号和车牌号。(这种问题对于大多数参与者来说都很熟悉,其中一个人说,在停车场里忘了把车停在哪里是“灾难性的。”)受试者拿着一个运行着“绿野”的门罗设备,上面记录了一个活动的蛛丝马迹,用来找到回程的线路。在某些情况下,沿途拍摄的照片增强了跟踪数据。

  每个测试参与者都找到了汽车,至少最终找到了。但是,由于测试中面包屑数据进行了多种不同的配置,每个测试者花费的时间有很大差异,它取决于设备上显示了什么类型的信息。即使他们已被告知车子在第几层哪个角落,测试者也常常忘记,而不得不依靠该设备找到方向。