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反射的智能手机传输启用手势控制

2019-04-18 11:42:02   来源:

几乎所有美国人都拥有手机 - 而近80%的人手持智能手机 - 手机已成为大多数人的第二天性。

华盛顿大学的研究人员表示,接下来会发生的事情是,不仅可以通过触摸屏与手机进行互动,还可以通过手机周围的手势进行互动。例如,一些智能手机开始采用基于相机的3D手势感应,但是相机消耗大量电池电量并且需要清晰地观察用户的手。

威斯康星大学的工程师开发出一种新型的低功耗无线传感技术,通过让用户“训练”他们的智能手机来识别和响应手机附近的特定手势,可以很快为这一不断增长的领域做出贡献。

该技术 - 由Matt Reynolds和Shwetak Patel(电气工程和计算机科学与工程的副教授)的实验室开发 - 使用手机的无线传输来感知附近的手势,因此当设备不在视线范围内时它可以工作口袋或包,可以很容易地嵌入到未来的智能手机和平板电脑中。

“今天的智能手机内置了许多不同的传感器,从相机到加速度计和陀螺仪,可以跟踪手机本身的运动,”雷诺兹说。“我们开发了一种新型传感器,利用手机自身无线传输的反射来感知附近的手势,即使用户不拿着手机,看着显示屏或触摸屏幕,用户也可以与手机进行互动。”

团队成员将于10月8日在檀香山的计算机协会用户界面软件和技术研讨会上展示他们的项目,名为SideSwipe和相关论文。

当一个人拨打电话或app与互联网交换数据时,电话在2G,3G或4G蜂窝网络上发送无线电信号以与蜂窝基站通信。当用户的手在电话附近的空间中移动时,用户的身体将一些发送的信号反射回电话。

新系统使用多个小天线来捕获反射信号的变化并对变化进行分类以检测所执行的手势的类型。以这种方式,敲击,悬停和滑动手势可以对应于电话的各种命令,例如使铃声静音,改变正在播放的歌曲或使扬声器静音。由于手机的无线传输很容易穿过衣服或手提包,即使手机被收起,系统也能正常工作。

“这种方法使我们能够使手机周围的整个空间成为一个交互空间,超越了典型的触摸屏界面,”帕特尔说。“通过在手机周围的3D空间中使用手势,您甚至无需看到显示屏即可与手机进行互动。”

一组10名研究参与者通过在智能手机周围的不同位置执行14种不同的手势(包括悬停,滑动和敲击)来测试该技术。每次,通过学习用户的手部动作来校准电话,然后训练自己进行响应。该团队发现智能手机识别手势的准确率约为87%。

还有其他基于手势的技术,例如最近在威斯康星大学开发的“AllSee”和“WiSee”,但研究人员表示新方法有重要优势。

“SideSwipe的定向天线方法使得与手机的互动完全独立,因为除了手机自身的传输外,你不依赖环境中的任何东西,”雷诺兹说。“由于SideSwipe传感器仅基于低功率接收器,而且与相机视频相比,信号处理相对简单,我们预计SideSwipe对电池寿命的影响最小。”

该团队已经为该技术申请了专利,并将继续开发SideSwipe,集成硬件并制作可以内置于智能手机中的“即插即用”设备,项目负责人和电气工程的华盛顿大学博士生陈钊说。

其他合着者是电气工程的华盛顿大学博士生Ke-Yu Chen和计算机科学与工程博士生Md Tanvir Islam Aumi。

这项研究由华盛顿大学资助。