Gadgets

Створена система розпізнавання жестів руки за допомогою ультразвукових датчиків


Створення ефективної системи розпізнавання жестівдозволить істотно спростити управління багатьма сучасними гаджетами. Розробники з Швейцарії і Японії сконструювали компактний пристрій, що закріплюється на кисті людини і дозволяє аналізувати жестикуляцію щодо змін акустичних характеристик ультразвукових хвиль, що відбуваються при русі кисті або пальців. При цьому є також розпізнавання дотику до кисті пальців іншої руки і фіксація сили стискання пальців.

Сучасні пристрої оснащені сенсорнимимоніторами, за допомогою яких здійснюється управління гаджетами. Однак в деяких випадках таке управління утруднено через мініатюрних екранів, які потребують фізичного контакту з пальцями користувача, але не здатних демонструвати досить великі елементи інтерфейсу. До таких пристроїв відносяться, наприклад, смарт годинник, що мають малий дисплей з невеликою кількістю фізичних кнопок управління.

Колектив інженерів з Швейцарської вищоїтехнічної школи Цюріха і Цукубского університету запропонував оригінальне рішення, що дозволяє відстежувати жестикуляцію за допомогою ультразвуку. В основу винаходу покладено властивість зміни форми кисті при певних жестах, що призводить до зміни резонансні частоти кисті. Співвідносячи різні резонансні частоти з певними жестами і можна створювати систему управління.

Розробники представили два види пристроїв: повністю автономний працює на переносному акумуляторі і підключається до комп'ютера. Різняться в системах тільки системи харчування і передачі даних (в мобільному варіанті інформація передається по Bluetooth).
Тим часом система відстежують датчиків,яка фіксує зміна частот в обох прототипах однакова і являє собою два компактних п'єзоелектричних елемента (25 × 12 × 6 мм), що кріпляться із зовнішнього боку кисті двостороннім скотчем. Один з датчиків випромінює ультразвук імпульси з частотою від 20 до 40 кГц, а другий приймає сигнал і реєструє зміна резонансної частоти.


У процесі аналізу даних отриманих з мікрофона,вони перетворюються в вектор, а в подальшому з використанням методу опорних векторів зіставляється з різними жестами. Вчені змогли розробити розпізнавання різних жестів, таких як рух великого пальця по іншим пальцях руки або дотик до фаланг. Крім того експерти змогли ідентифікувати дотик пальців іншої руки до долоні і визначати силу стискання пальців.

Інженери повідомили, що домоглися точностірозпізнавання жестів до 84,4%, а силу стискання пальців ідентифікували з точністю до 85% .У даний час така методика вимагає індивідуального підходу і навчання системи під кожну людину.

Використовувати винахід можна в системахуправління розумними речами, а також при роботі з системою віртуальної реальності. Інженери зараз працюють над створенням портативних систем, зручних для користувачів.