En gestusgrænseflade til smarture

Hvis du bare tænker på at bruge en lille berøringsskærm på et smart ur, får fingrene til at krampe, kan forskere ved University of California i Berkeley og Davis snart tilbyde en vis lindring: de er ved at udvikle en lille chip, der bruger ultralydsbølger til at detektere et slag af bevægelser i tre dimensioner. Chippen kunne implanteres i bærbare gadgets.

Lydbølger: Vist på en krone er ultralydchippen og elektronikchippen, der udgør Chirp, et 3-D gestus-genkendelsessystem, der bruger ultralydslydbølger til at identificere bevægelser, samt et batteri, der kan køre systemet i 30 timer.

Teknologien, kaldet Chirp, er beregnet til at blive spundet ud i sin egen virksomhed, Chirp mikrosystemer , til at producere chipsene og sælge dem til hardwareproducenter. De håber, at Chirp i sidste ende vil blive brugt i alt fra hjelmkameraer til smarte ure - stort set enhver elektronisk enhed, du vil kontrollere, men ikke har en bekvem måde at gøre det på.

Der er ikke en masse muligheder for, hvad du kan gøre på en berøringsskærm, når den er på størrelse med en fjerdedel eller deromkring, siger Richard Przybyla , en kandidatstuderende ved UC Berkeleys Berkeley Sensor & Actuator Center, som designede ultralydchippen.

Chirp er en af ​​et voksende antal bestræbelser på at bringe bevægelseskontrol til alle former for forbrugerelektronik, som Microsofts Kinect og Leap Motion's Leap Motion Controller. Nogle metoder sigter mod at gøre det nemmere at integrere bevægelseskontroller i gadgets som bærbare computere og smartphones ved at bruge hardware, der allerede er indbygget i enheden: Microsoft Researchs SoundWave-projekt er afhængig af din højttaler og mikrofon, mens Flutter, der for nylig er erhvervet af Google, bruger dit webcam.

Men Chirps team mener, at dets teknologi, som kræver indbygning af en elektronik og en ultralydschip i den enhed, du vil styre, giver mulighed for meget mere nøjagtige bevægelser og lavere strømforbrug – og kan fungere i mørke eller stærkt lys – hvilket gør den ideel til små elektronik såsom smarture og hovedmonterede computere som Google Glass.

Chirp bruger ekkolod via en række ultralydstransducere - små akustiske resonatorer - der sender ultralydsimpulser udad i en halvkugle, som ekkoer fra alle objekter på deres vej (f.eks. din håndflade). Disse ekkoer kommer tilbage til transducerne, og den forløbne tid måles af en tilsluttet elektronisk chip. Når du bruger et todimensionalt array af transducere, kan tidsmålingerne bruges til at detektere en række håndbevægelser i tre dimensioner inden for en afstand af omkring en meter.

Przybyla viste mig en demo af Chirp i det laboratorium, han arbejder ude fra på UC Berkeley, hvor chipsene, der består af det, blev koblet til en computer, hvilket gjorde det muligt for mig at styre et computeranimeret flys flyvevej på en skærm ved at flytte min hånd ind foran skærmen. Da demoen inkluderede et lineært array af transducere snarere end et todimensionalt array, var jeg kun i stand til at tjekke Chirp i to dimensioner (hvilket betyder, at jeg kunne kontrollere flyets side-til-side og frem-og-tilbage-bevægelser, men kunne ikke flytte den op og ned). Gruppen har bygget en chip med et todimensionelt array, men Przybyla siger, at den stadig arbejder på at forbedre Chirps evne til at spore den op-og-ned-vinkel. Det var mærkbart nemmere at kontrollere i mit første forsøg end nogle andre former for gestus-genkendelsesteknologier, jeg har prøvet, og det syntes ikke at kræve nogen kalibrering for at kunne mærke de fleste af mine bevægelser nøjagtigt.

Przybyla siger, at forskerne bag Chirp forestiller sig at bestemme et grundlæggende sæt af gestuskommandoer, der kan programmeres ind i Chirp-aktiverede enheder, som at trække din hånd væk fra din smartphones skærm for at zoome ind på et billede.

Da systemet bruger lyd, som bevæger sig meget langsommere end lys, kan det bruge lavhastighedselektronik til sansning, hvilket dramatisk sænker systemets samlede strømforbrug, siger Przybyla, hvilket gør det muligt at køre af et urbatteri kontinuerligt i 30 timer.

Chris Harrison , en grundlægger og teknologichef for Qeexo, et firma, der laver ny touch-screen interface-teknologi, er imponeret over påstandene om strømforbrug fra Chirps team. Selvom der er potentielle ulemper som at finde ud af, hvornår en bruger forsøger at f.eks. åbne en besked på et smart-ur i stedet for blot at flytte hånden i nærheden af ​​sit smart-ur, kan Harrison forestille sig nytten af ​​Chirp på sådanne gadgets, hvis små skærme kan gøre dem en smerte at bruge.

Hvis man kan flytte den interaktion til luften omkring den, som er mange gange større, har den potentialet til at afhjælpe den flaskehals, siger han.

Lige nu sporer Chirp kun håndbevægelser, men kan i sidste ende prøve individuel fingersporing, siger Przybyla - et træk, der kunne muliggøre bedre genkendelse og måske en bredere række af identificerbare bevægelser. De nuværende chips, som gruppen bruger, er omkring fem millimeter på tværs; de kan laves helt ned til en til to millimeter og stadig være i stand til at spore grundlæggende håndbevægelser.

skjule