新型智能装置“光环之戒”:可精准追踪手指运

新型智能装置“光环之戒”:可精准追踪手指运

时间:2020-02-12 07:47 作者:admin 点击:
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导读

据美国华盛顿大学官网近日报道,该校研究人员创造出了“光环之戒(AuraRing)”,这个戒指和手环的组合可以检测出某人食指的确切位置,并持续追踪手部运动。

背景

智能技术正在越变越小。从智能手机到智能手表再到现在的智能戒指,人们采用简单的手指手势就可以控制其他技术。

SkinInterface 技术用人体作为电波导装置,持续监测皮肤上的手指运动。(图片来源:卡耐基梅隆大学)

创新

近日,美国华盛顿大学研究人员创造出了“光环之戒(AuraRing)”,这个戒指和手环的组合可以检测出某人食指的确切位置,并持续追踪手部运动。这个戒指发射出能被手环获取的信号,然后手环可以识别戒指的位置和方向,以及它戴在哪根手指上。

(图片来源:Dennis Wise /华盛顿大学)

研究团队于去年12月11日将这些研究成果发表在《计算机协会交互式、移动、可穿戴和普适技术汇刊(Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies)》上。

合作领导作者埃里克·惠特米尔(Eric Whitmire)在保罗·艾伦计算机科学与工程学院攻读博士学位时完成了这项研究。他说:“我们正在思考新一代计算平台。我们想要一个工具来获取我们用手指所做的细粒度操作,不仅仅是一个手势或者手指指向的位置,而是完整地追踪手指。”

(图片来源:Dennis Wise /华盛顿大学)

技术

AuraRing 是由缠绕3D打印戒指800圈的金属线圈组成。流过线圈的电流产生磁场,该磁场会被手环上的三个传感器获取到。根据传感器检测到的这些值,研究人员可以连续不断地识别戒指在空间中的确切位置,从而可以判断出用户手指的位置。

AuraRing 的戒指(图片来源:Dennis Wise /华盛顿大学)

AuraRing 的手环采用三个传感器采集戒指生成的磁场。(图片来源:Dennis Wise /华盛顿大学)

电气与计算机工程系博士生、论文合作领导作者法席德·萨利米·帕里兹( Farshid Salemi Parizi)表示:“要在其他的智能戒指中进行连续追踪,你必须采用无线通信方式传输所有的数据流。这部分会消耗大量的功率,这就是许多智能戒指只能检测手势并发送某些特定命令的原因。但是 AuraRing 的戒指仅消耗2.3毫瓦的功率,产生出腕带可持续感应的振荡磁场。这样,从戒指到腕带就不需要任何通信。”

AuraRing 通过连续追踪可以获取笔迹(可能是对短信的简短回复),也可以使某人拥有虚拟现实的化身手来模仿他们用真实的手所做的动作。此外,由于 AuraRing 使用磁场,因此即使在看不见手的情况下(例如用户在拥挤的公交车上且无法拿到手机的情况下),该戒指也可以追踪手部动作。

(图片来源:Dennis Wise /华盛顿大学)

萨利米·帕里兹表示:“我们也可以轻松地检测到轻叩、轻拍甚至是小捏和大捏的动作。这赋予你额外的交互空间。例如,如果你要写‘你好(hello)’,你可以采用轻拍或者捏的动作发送那个数据。或者在类似超级玛丽的游戏中,一个捏的动作可以使角色跳起来,而一个轻拍的动作可以使得它们实现超级跳跃。”

研究人员设计的 AuraRing 可以从盒子里拿出来后立即使用,而不必依赖于特定的用户。他们通过不同手型的12位参与者测试了该系统。该团队将参与者手指的实际位置与 AuraRing 所说的位置进行了比较。在大多数情况下,系统跟踪的位置与实际位置的误差在几毫米之内。

价值

研究团队表示,戒指和手环的组合可以用于更多的场景,不仅仅是游戏和智能手机。

艾伦学院以及电气与计算机工程系教授史威塔克·帕特尔(Shwetak Patel)介绍称:“由于 AuraRing 持续监测手部动作而不仅仅是手势,所以它提供了丰富的输入,这些输入可以被多个行业利用。例如,AuraRing 可以通过跟踪细微的手部震颤来检测帕金森氏病的发作,或者通过提供有关手部运动锻炼的反馈来帮助中风康复。”

研究团队称,AuraRing 背后的技术可以轻易地添加到智能手表以及其他手环设备上。

萨利米·帕里兹表示:“这一切都是关于‘超能力’。你仍将拥有现今的智能手表所必须提供的所有功能,但是当你想要更多功能时,戴上戒指就可以了。”

关键字

智能手环、传感器、人机交互