谷歌如何把下一代技术变为现实？走进ATAP

从国防部挖人

雷吉娜·杜甘(ReginaDugan)很喜欢跟人讲述她获得现在这份工作的经过。两年多以前，身兼训练有素的机械工程师和著名反恐专家两重身份的杜甘，结束了在DARPA三年的署长任期。DARPA全称为“美国国防部高级研究计划署”，它是美国军方的尖端科研部门，GPS、隐形战斗机和互联网项目都在那里诞生的。

在她的任期内，DARPA把重点放在了网络安全和新型制造上，希望实现一些更加切实的成效。“DARPA是个做实事的地方。”她2011年对美国国会说。正是这种态度，为她赢得了科技精英们的赞赏——包括老牌风险投资家约翰·多尔(JohnDoerr)，他对杜甘的评价是：“她是个了不起的领导者。”

杜甘的诸多粉丝中，还包括谷歌董事长埃里克·施密特(EricSchmidt)。施密特曾经极力邀请杜甘到位于加州山景城的谷歌总部参观。他当时的目的，是想看看能否在杜甘与谷歌的各种业务之间，找到一个契合点。

在参观了众多部门后，杜甘与谷歌摩托罗拉业务CEO丹尼斯·伍德赛德(DennisWoodside)坐到了一起，后者领导的部门曾经是手机创新的代名词，但却在智能手机时代迷失了方向。伍德赛德说，如果能够重新专注于创新，摩托罗拉将超越苹果和三星等竞争对手。他的计划是聘请一位移动行业老兵来领导一个高级技术部门，通过各种创新来恢复摩托罗拉的行业先锋地位。

他很想知道，身为DARAP老兵的杜甘对此作何感想？“如果不想输，这是个好战略。但如果想赢，这却是个糟糕的战略。”她回答说。一周后，杜甘正式出任摩托罗拉的创新主管。

创新领域的特种部队

如今，杜甘领导着一支创新领域的特种部队——这是一个名叫高等技术与项目集团的部门，简称“ATAP”——其目标是帮助谷歌完成更有野心的使命。尽管谷歌将在今年晚些时候将摩托罗拉出售给联想，但ATAP仍将保留下来。（伍德赛德也已经离开谷歌，出任Dropbox COO。）

ATAP的挑战究竟是什么？是将一系列的“下一代”手机技术变成现实——需要注意的是，虽然号称“下一代”技术，他们开发的周期不是“一代”，只有短短几年。尽管该部门仍处于发展初期，但却已经推出了一些令人惊讶不已的技术突破，足以帮助51岁的杜甘在硅谷，甚至更大的舞台上，奠定自己的地位。

作为DARPA有史以来的首位女署长，杜甘在男性占据绝对主导的尖端科研领域如鱼得水。她出生在纽约，本科和硕士都就读于弗吉尼亚理工大学，后来又获得了加州理工学院的博士学位。身为一名女工程师，杜甘神气活现、穿着入时，留着一头浓密的黑发，双眼炯炯有神。她喜欢穿牛仔裤、皮夹克，还经常戴一条丝巾。

身为一名酷劲十足的极客，她的演讲自然魅力十足。例如，在今年6月的谷歌I/O开发者大会上，她阐述自己在摩托罗拉的工作时，就使用了一些融合了表演技巧与雄心壮志的精妙语句。“我们来这里不是为了修修补补，”她说，“我们要开发新东西，甚至是一些看似不可能的东西。”不一会儿，她又若有所思地说道，ATAP的创新不会在“技术、美学或灵魂上”做出任何妥协。

这番话起到了意料之中的效果：台下的成百上千名工程师顿时欢呼雀跃，甚至让人误以为台上站着的不是雷吉娜·杜甘，而是史蒂夫·乔布斯(SteveJobs)。

种种证据表明，杜甘是个言行一致的人。自从加盟摩托罗拉后，她便为谷歌一种带来了截然不同的创新氛围。ATAP已经崛起为一个可以与GoogleX比肩的部门，后者最知名的项目便是无人驾驶汽车、血糖探测隐形眼镜等前瞻性科技项目。尽管ATAP的项目更加关注移动领域，但也同样带着浓厚的科幻色彩。

例如，他们设计了贴在手臂上的数字纹身，可以用于解锁智能手机。还有一个名为Ara的项目，以模块化的思维彻底重塑了智能手机的面貌，让用户得以完全按照自己的意愿组装手机，挑选符合自己需求的硬件，包括摄像头、传感器、电池等。甚至还可以在里面集成血氧计来测量脉搏速度和血氧水平。整个过程就像挑选应用一样简单。他们还设计了一款名为Tango的平板电脑原型产品，可以自动绘制周围环境的3D模型，帮助盲人导航。

不过，ATAP的项目中最异想天开的，或许还要数SpotlightStories。这个项目希望探索一种全新的方式，利用智能手机来重塑动画制作和讲故事的规则。这个项目团队由一群电影行业老兵组成，包括《阿拉丁》、《小美人鱼》、《美食总动员》的动画制作人员。SpotlightStories将创造一种新型的沉浸式视频内容，不仅把控制权交给用户，而且能够推动智能手机突破功能局限。

克服传统模式缺陷

杜甘不肯谈论ATAP的预算或其他项目。该部门共有11个项目，并且用“auth”、“imaging”和“MB”等名称罗列在最近的幻灯片里，几乎看不出项目的具体目的。但杜甘显然对这些项目十分自豪。她在谷歌I/O大会上表示，ATAP是“一小群想完成史诗航行的海盗”，她停顿了一下之后，接着说，“一小群坐在超高速快船上的海盗”。

抛开夸张的修辞手法不谈，谷歌的移动创新实验室的确引人入胜，这不仅是因为它凭借与众不同展现出的野心，还源于它对创新的专注。杜甘从DARPA借鉴了一种有悖传统的创新模式，希望利用这种从未在私有领域大规模应用过的模式，解决困扰其他高级技术实验室的各种问题。

有的实验室过于专注纯粹的技术，虽然可以获得学术上的利益，但却很少能催生实际的应用成果。还有一些则希望将突破性的研究与产品创新融合在一起，但却收效甚微。产品团队通常都会避开风险过大的科研成果，而科学家则对产品参数和项目周期的种种限制感到不安。杜甘表示，这种对不同因素的看重，导致他们作出了各种妥协。

但DARPA却成了业界少有的例外，它们既能接纳新技术，又能开发出实用的产品——这也恰恰是ATAP努力的目标。“问题在于，你如何能拥有一片飞地，一次次地实现各种突破性的进步。”杜甘说。

那么，ATAP的法宝何在？他们首先寻找一个在科学层次和工程水平上，都需要巨大飞跃的项目。一旦找到这样的项目，杜甘就会着手组建一支核心专家团队。但该团队很快还将吸纳更多成员，从工业界和学术界的各个领域寻求更多的外部合作者。这使得只有75名全职员工的ATAP，具备了远小于传统实验室的规模，但斗志却更加昂扬。

ATAP与合作伙伴一起组建了杜甘所谓的“科研界的特种部队”。例如Tango项目就必须与计算机视觉和机器人领域的专家联手，还要跟镜头、相机、制造等其他领域的专家合作。ATAP的这个核心团队只有十几名科学家和工程师，但他们的外部合作伙伴却多达40家，包括美国和欧洲的多所大学，以及美国国家航空航天局(NASA)的喷气推进实验室。

总的来看，ATAP的合作伙伴约为326家——大学、创业公司、大型系统集成商、政府和非营利组织——遍布22个国家或地区。（杜甘罕见地与二十多所顶尖高校达成了研究协议，使得ATAP可以与斯坦福、麻省理工、加州理工、密歇根大学等学校的研究人员快速签订合同。）

“当今的世界变化太快，必须具备多样化的技巧和视角。”曾经担任施乐帕罗奥尔托研究中心（以下简称“PARC”）负责人约翰·希利·布朗(JohnSealy Brown)说，“很多情况下，你都需要迅速将多个学科结合在一起。”

之后，ATAP便需要将项目变成成品。这一过程中，就需要激发研究人员的潜力，并让他们集中精力。麻省理工学院比特和原子中心负责人尼尔·葛申菲尔德(NeilGershenfeld)，就曾经在模块手机项目上与ATAP展开过合作。他说，对产品的专注有助于把他的项目用到实处。

杜甘指出，要为很多技术挑战找到真正的解决方案，不仅要设计出原型，还要开发能够大规模生产的产品。（Tango有望很快向开发者发货。SpotlightsStories已经制作出两部动画短片，第三部正在加紧制作。）

在ATAP的模式中，最后，也是最重要的一项就是紧迫感。所有项目都有两年的期限，所以，他们不可能从事开放性的研究项目。倘若无法尽快实现切实的结果，就必须让位于新项目。为了强调这一点，DARPA甚至会把最后期限印在员工的工牌上。而在ATAP，他们每过一周都会提醒技术人员，他们的时间又减少了1%。“我们都感受到了紧迫感。”杜甘说，“你来这里不是构建职业生涯的，而是来做项目的，你创造了史诗般的成就，然后就会转身离开。”

定位“巴斯德象限”

企业的研发部门在美国科技史上发挥了重要作用。多年以来，各大企业巨头聘请了大批科学家，建设了很多实验室，成立了多家研发能力足以媲美知名学术机构的实验室。例如，AT&T的贝尔实验室开发出了晶体管和激光，并收获了7个诺贝尔奖。IBM也开发出了“沃森”人工智能系统。但并非所有工程技术大拿都认为传统创新模式已经失效。

“IBM并不是一个象牙塔式的研究企业。我们拥有一套平衡的项目组合，既有短期项目，也有长期项目。”DARPA老兵扎克里·莱姆尼奥斯(ZackaryLemnios)说，他目前任职的IBM研究院拥有多达3000名研究员，规模远超ATAP。但很多科技巨头却迟迟没能变现自己的实验室取得的技术突破，有的是因为研究成果与实际应用差距太大，有的则是因为其母公司没有充分理解这些实验室的各种发明所附带的价值。（施乐PARC曾经开发了电脑鼠标和图形用户界面，但最终却眼睁睁看着苹果和微软将其变现成真金白银。）

谷歌一直在努力避开这种模式。该公司长期以来都将高级研究员安排在产品团队内部，从而在搜索(GoogleNow)、语音识别(语音指令)和机器翻译(谷歌翻译)领域实现了突破。GoogleX是该公司的首个正式的独立研发部门，但该部门的重点也并非基础科学，而是需要通过技术突破才能实现的具体项目(例如无人驾驶汽车)。

GoogleX一直在追求一些颇具野心的宏大项目，这也符合该公司CEO拉里·佩奇(LarryPage)的性格特质。不过，这些项目可能需要花费数年时间才能开花结果。由于智能手机行业是在2007年才伴随iPhone一同诞生的，所以对ATAP采用更短的研发周期完全在情理之中。“在现阶段，我甚至不知道怎么畅想10年后的场景。”杜甘说。

与多数研究机构一样，ATAP项目的商业模式也并不总是非常清晰。谷歌始终认为，理念上的巨大进步总能找到变现的方式，尽管在初期未必能够清晰判断盈利模式。而这种研发流程，也有助于他们吸引和挽留全球顶尖人才。在将谷歌与大胆的创新联系起来的过程中，还能引发舆论的广泛关注，这对该公司而言同样并非坏事。

杜甘希望她的项目能进入政治学家唐纳德·斯托克斯(DonaldStokes)的“巴斯德象限”。斯托克斯对科学研究进行分类时的依据是，这项研究是为寻求对自然的根本理解（“玻尔象限”，以物理学家尼尔斯·玻尔(NielsBohr)命名），还是试图解决眼前问题（“爱迪生象限”，以发明家托马斯·爱迪生(Thomas Edison)命名）。

根据斯托克斯的定义，巴斯德象限位于另外两个象限的交集上：这是一种延伸到基础科学领域的研究，但动力却源自眼前的应用。（斯托克斯留下的第四个象限为空白象限，指的是既不追求新科学，也不追求新的使用方式的研究。）为了寻找符合这一象限的项目，杜甘的团队主要依赖两种模式：其一，通过观察来了解技术发展方向，然后找到一种推动其更快发展的应用模式；其二，寻找一种需要新型技术解决方案的应用。

Ara项目似乎就很符合“巴斯德象限”的定义。该项目是在摩托罗拉推出MotoX时诞生的，那是市面上的第一款定制智能手机，允许用户自主选择手机背盖、按钮、切角等外观设计。尽管通过销售数据及其自己的研究，摩托罗拉发现消费者对这类定制给出了溢价——但不仅仅是设备外观，他们还很看重功能。另外，当他们参与了产品创作的过程后，便会与产品产生特别密切的联系。

于是，ATAP接下来面临的问题便十分明显了：移动领域还能实现多大程度的定制？为了回答这个问题，杜甘找到了她之前在DARPA的同事保罗·艾利蒙克(PaulEremenko)。艾利蒙克对手机一窍不通，但他却曾经从事过模块化卫星的开发。

模块化手机与沉浸式动画

当他建议ATAP开发完全模块化的手机，使得用户可以随意互换各种组件时，科技媒体几乎给出了一边倒的负面评价。主要的批评在于，与苹果或三星开发的一体化手机相比，模块化手机必然是次品——体积笨重、速度缓慢、耗电巨大、外观丑陋。艾利蒙克并未过多辩解。但他认为，模块化所面临的挑战是完全可以克服的，这种理念也是可行的。

事实上，正是因为有这样的挑战，才凸显出ATAP手机的光芒所在。Ara团队正在多个领域努力推进工程科学的发展，从开发能够将零部件吸附在一起的微型电永磁体，到设计可以拆卸的天线，他们正在逐一攻克各个难关。

由于在ATAP只有5名员工，Ara必须要依靠合作伙伴来推进自己的目标：开发出一款能够搭载谷歌Android系统的模块化设备。尽管原型机看起来像是出自业余爱好者之手，但对设备进一步打磨之后，最终的成品却很有吸引力——他们使用3D打印机制作内部的核心元件，所有的模块都是彩色的方块和长方形的磁片，并采用可以轻松对齐的边角设计。

倘若能够成功，Ara将对移动行业产生巨大影响。例如，只需要几个模块，手机厂商便可为发展中国家开发出入门版手机，吸引那里的数亿功能手机用户升级换代。用户随后还可以逐步升级。另外，模块手机还可以降低行业准入门槛，使之不再被巨头厂商过分垄断。

Bose等高端音响公司和莱卡等高端相机制造商，可以专门向消费者出售一流的音响和相机模块。Fitbit和其他运动追踪器制造商，也可以专为手机开发相应的模块，而不再单独生产可穿戴设备。假以时日，定制甚至可以进一步推广到模块内部，克服发展过程中面临的技术挑战。“在为硬件赋予像软件一样的延展性的过程中，Ara迈出了第一步。”麻省理工学院的葛申菲尔德说。

你无论如何可能也想不到，在谷歌的隔间里，会坐着格兰·基恩(GlenKeane)这样一位员工。基恩从小就开始画画，最早画恐龙，所以他可以想象自己创造的环境和角色。后来，在迪士尼工作的40多年间，他与数以百万的影迷分享了自己创作的多部动画，包括《阿拉丁》、《小美人鱼》和《美女与野兽》。

现在，基恩坐在谷歌总部的一间临时办公室里，他面前摆着画架，手边放着一盒铅笔，在白纸上绘制一格一格的动画。(ATAP刚刚从摩托罗拉搬了出来，正在等待谷歌给他们安排正式的办公室。)基恩说，他以前从没像现在这样感觉如此沉浸在自己的幻想之中。“作为一名美术家，我必须切身体会这些人物形象。”他说，“我能真实地体验到我想象到的各种场景。”

基恩在谷歌从事的项目名叫《Duet》，那是一部动画短片，讲述了一个名叫米亚(Mia)的女孩和一个名叫托什(Tosh)的男孩，从呱呱坠地到长大成人，再到坠入爱河的故事。与SpotlightStories的之前的另外两部动画片相似，《Duet》也是专为移动设备设计的。手机屏幕充当了一个可以移动的窗口，而整个故事则在观看者周围展开了一个3D世界。将屏幕指向一个方向，就可以看到故事的一部分：要查看另外一部分，则要指向另外一个方向。

在《Duet》中，观看者可以先追踪米亚一段时间，然后再追踪托什，之后再追踪米亚，从而在这两个角色之间相互切换。“每个交汇点上，你都可以选择关注一个或另一个。”SpotlightStories技术总监拉希德·艾尔·古尔拉布(Rachid ElGuerrab)说。你每次观看Duet时，都可以选择了解不同的内容。如果一部传统视频是看一幅画——在固定的相框内了解故事的发展——那么《Duet》和SpotlightStories中的其他项目则像是在一座大教堂内展开探索。

杜甘决定开发SpotlightStories项目的原因在于，虽然几乎所有人都使用智能手机和平板电脑进行娱乐，但典型的体验(传统的视频和简单的游戏)很少能够充分发挥这类设备的性能和功能。作为游戏行业老兵的古尔拉布开始与其他人合作展开探索，希望将MotoX的图形功能转变成3D画布。很快，他们决定引入一支皮克斯的团队，为首的则是凭借2007年联合执导的《美食总动员》获得奥斯卡奖的简·匹克瓦(JanPInkava)。

在ATAP，该团队已经制作出了两部计算机合成的动画短片《WindyDay》和《Buggy Night》，并且已经可以在Moto X手机上观看。《Duet》是该团队的首部手绘动画短片。

说来有些讽刺，在ATAP的众多项目中，SpotlightStories似乎是技术含量最低的一个，但却最符合老牌研究实验室的那种天马行空的研究风格。借助3D画布，SpotlightStories团队可以创建一种全新的艺术形式，以供未来的艺术家探索目前未知的创作方式。基恩之前已经习惯了通过各种创作手法来控制故事的视角，所以，他现在要学习一种截然不同的创作语言。“从某种意义上讲，你要像魔术师一样思考。”他说，“你不能强加给观众某个视角，而是要哄骗他们，引诱他们。”

考虑到在移动设备上压缩和渲染视频时的要求，他还必须学会绘制每秒60格的内容，而不能沿用传统的24格模式。不过，虽然是针对小型移动设备开发的，而不是面向电影大银幕设计的，但最终效果却会令人更加满意。它在艺术家和观众之间创建了一种更为贴近的全新关系。

“坐在偌大的电影院里，给人一种冷冰冰的感觉。”基恩说，“但如果人们手里拿着你的作品，却会感觉到人性化的一面。”他认为，这种新的艺术形式可能会蔓延到好莱坞，甚至更多地方。即使不会，杜甘也并不在乎。“这是一份礼物。”她提到《Duet》和其他短片时说，一份集成了美感与心灵感受的礼物。