Google Soli

Google Soli — это радиолокационная технология распознавания жестов, разработанная компанией Google (организация Alphabet Inc., владеющая Google, признана иностранным агентом в РФ). Она позволяет управлять электронными устройствами без физического контакта, используя микрожесты пальцев и кисти руки, отслеживаемые с помощью миниатюрного радара миллиметрового диапазона.

История

Разработка технологии началась в 2014 году в подразделении Google Advanced Technology and Projects (ATAP). Проект возглавил Иван Пупырев, который ранее работал над сенсорными системами в Microsoft. Основной целью было создание компактного и энергоэффективного радара, способного заменить сенсорные экраны и физические кнопки в носимых устройствах.

В 2015 году на конференции Google I/O был представлен первый прототип Soli. Он представлял собой массивный блок размером с книгу, но уже демонстрировал возможности распознавания жестов: касание пальцами, сжатие в кулак, вращение воображаемой ручки. В 2016 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) выдала Google разрешение на использование частот 57–64 ГГц для работы Soli, что позволило начать интеграцию в коммерческие продукты.

Первым устройством с Soli стали смарт-часы Google Pixel Watch (2022 год), где технология использовалась для управления уведомлениями и музыкой. В 2023 году Google анонсировала интеграцию Soli в смартфоны Pixel 8 и 8 Pro, где она применяется для бесконтактного управления звонками, медиаплеером и навигацией.

Принцип работы

Физическая основа

Soli использует радиолокацию в миллиметровом диапазоне (60 ГГц). Радар излучает узконаправленные радиоволны, которые отражаются от объектов, в первую очередь от руки пользователя. Отражённый сигнал принимается антенной и анализируется на основе времени задержки, доплеровского сдвига и изменения фазы.

Обработка сигнала

Ключевая особенность Soli — не простое обнаружение движения, а распознавание конкретных жестов. Для этого используется машинное обучение, обученное на тысячах примеров. Алгоритмы анализируют последовательность отражений во времени, выделяя характерные паттерны для каждого жеста. Например, сжатие пальцев в кулак создаёт уникальную «радарную подпись», отличающуюся от простого сведения пальцев.

Технические характеристики

• Рабочая частота: 60 ГГц (диапазон 57–64 ГГц)
• Дальность действия: до 10–15 метров (в зависимости от конфигурации)
• Разрешающая способность: до 1 мм по расстоянию, до 0,1 м/с по скорости
• Потребляемая мощность: около 10–20 мВт (в режиме ожидания)
• Размер чипа: 8×10 мм (включая антенну)

Типы жестов

Soli распознаёт несколько категорий жестов, разделённых по сложности и применимости:

Базовые жесты

• Касание (Tap): быстрое сведение большого и указательного пальцев. Имитирует нажатие кнопки.
• Двойное касание (Double Tap): два быстрых сведения пальцев. Используется для подтверждения или вызова меню.
• Смахивание (Swipe): движение пальцами в одной плоскости (влево-вправо, вверх-вниз). Применяется для пролистывания страниц, переключения треков.

Продвинутые жесты

• Сжатие (Grasp): полное сжатие пальцев в кулак. Активирует режим захвата, например, для перетаскивания объектов.
• Вращение (Rotate): вращение воображаемой ручки между большим и указательным пальцами. Используется для регулировки громкости, яркости, зума.
• Скольжение (Slide): движение пальцем по воображаемой поверхности (например, по столу). Имитирует работу с трекпадом.

Контекстные жесты

• Приближение (Approach): медленное приближение руки к устройству. Активирует экран или выводит уведомления.
• Удаление (Retreat): резкое отведение руки. Отключает звук или закрывает приложение.
• Прокрутка (Scroll): движение пальцами вверх-вниз, имитирующее вращение колесика мыши.

Применение

Носимые устройства

В смарт-часах и фитнес-браслетах Soli позволяет управлять музыкой, принимать звонки и пролистывать уведомления без касания экрана. Это особенно полезно при занятиях спортом, вождении автомобиля или в условиях, когда руки заняты.

Смартфоны

В смартфонах Pixel Soli используется для:

• Бесконтактного снятия трубки (жест «поднести руку к уху»)
• Отключения звука при входящем звонке (жест «перевернуть телефон»)
• Управления медиаплеером (жесты сжатия и вращения)
• Навигации в приложениях (смахивание для переключения между вкладками)

Умный дом

Технология может быть интегрирована в умные колонки, термостаты и системы освещения. Например, регулировка яркости лампы жестом вращения или включение музыки смахиванием.

Автомобильная электроника

В перспективе Soli может применяться в автомобилях для управления мультимедийной системой, климат-контролем и навигацией без отвлечения водителя от дороги. Прототипы таких систем демонстрировались на выставках CES.

Преимущества и ограничения

Преимущества

• Бесконтактность: снижает износ физических кнопок и экранов, уменьшает риск заражения в общественных местах.
• Работа в условиях плохой видимости: радиоволны проходят через дым, пыль, туман и слабое освещение.
• Низкое энергопотребление: позволяет работать в фоновом режиме без подзарядки.
• Компактность: чип Soli может быть встроен в устройства толщиной менее 5 мм.

Ограничения

• Необходимость прямой видимости: рука должна находиться в зоне действия радара, без препятствий.
• Ограниченный набор жестов: на данный момент поддерживается около 10–15 различных жестов.
• Зависимость от обучения: точность распознавания снижается, если пользователь выполняет жесты нестандартно.
• Конфиденциальность: радиолокация потенциально может использоваться для слежки, хотя Google утверждает, что данные обрабатываются локально и не передаются в облако.

Критика и безопасность

Технология Soli подвергалась критике со стороны правозащитников, обеспокоенных возможностью скрытого наблюдения. В ответ Google заявила, что радар Soli не способен формировать изображение — он лишь фиксирует движение, а не форму объектов. Кроме того, все вычисления выполняются на устройстве, без передачи данных на серверы.

С точки зрения безопасности, излучение Soli находится в неионизирующем диапазоне и не представляет опасности для здоровья, согласно исследованиям FCC. Мощность сигнала в сотни раз ниже предельно допустимых норм для человека.

Будущее развитие

Google продолжает совершенствовать Soli, расширяя набор жестов и снижая энергопотребление. В планах компании — интеграция технологии в очки дополненной реальности, где жесты будут заменять сенсорные панели и голосовое управление. Также рассматривается использование Soli для распознавания эмоций и биометрической идентификации (например, по форме кисти руки).

Источники

• Google ATAP: Project Soli — официальная страница разработки
• FCC: Authorization for Google Soli radar (2016)
• Google I/O 2015: Project Soli presentation
• Google Pixel Watch and Pixel 8 technical documentation
• IEEE Spectrum: "Google's Soli Radar: A New Way to Interact with Devices" (2016)
• Wired: "The Secret History of Google's Soli Radar" (2022)