Raumenų surišta kompiuterio sąsaja

Palankus metas bendrauti su kompiuteriais. Mūsų nebevaržo pelė ir klaviatūra – jutikliniai ekranai ir gestais pagrįsti valdikliai tampa vis dažnesni. Startuolis, vadinamas „Emotiv Systems“, netgi parduoda dangtelį, nurodantį smegenų veiklą, leidžiantį naudotojui valdyti kompiuterinį žaidimą savo mintimis.

Oro gitara: Programinė įranga interpretuoja signalus, siunčiamus iš elektromiografijos jutiklių, pritvirtintų prie dilbio, todėl vartotojas gali valdyti kompiuterinius žaidimus, tokius kaip Guitar Hero ir Rock Band.

Dabar „Microsoft“, Vašingtono universiteto Sietle ir Toronto universiteto (Kanada) mokslininkai sugalvojo kitą būdą bendrauti su kompiuteriais: raumenų valdoma sąsaja, leidžianti sąveikauti laisvų rankų įranga, gestais.

Elektrodų juosta pritvirtinama prie žmogaus dilbio ir nuskaito elektrinį aktyvumą iš skirtingų rankų raumenų. Tada šie signalai koreliuojami su konkrečiais rankų gestais, pvz., piršto ir nykščio palietimu arba objekto suėmimu tvirčiau nei įprastai. Tyrėjai numato, kad ši technologija bus naudojama MP3 grotuve dainoms keisti bėgimo metu arba žaisti tokį žaidimą kaip „Guitar Hero“ be įprasto plastikinio valdiklio.

Raumenimis pagrįsta kompiuterio sąveika nėra naujiena. Tiesą sakant, raumenys šalia amputuotos ar trūkstamos galūnės kartais naudojami mechaniniam protezavimui kontroliuoti. Tačiau nors mokslininkai anksčiau tyrinėjo raumenų ir kompiuterių sąveiką neįgaliesiems, šis metodas buvo ribotas. Patikimai daryti išvadą apie gestus iš raumenų judesių sunku, todėl tokios sąsajos dažnai apsiriboja riboto gestų ar judesių diapazono jutimu.

Multimedija

• Žiūrėkite raumenų ir kompiuterio sąsają, susietą su „Microsoft Surface“.

Naujasis raumenų jutimo projektas skirtas sveikiems vartotojams, norintiems turtingesnių įvesties būdų, sakoma Desney įdegis , „Microsoft“ tyrėjas. Dėl to jis ir jo kolegos turėjo sugalvoti nebrangią ir neįkyrią sistemą, kuri patikimai suvoktų įvairius gestus.

Naujausia grupės sąsaja, pristatyta Vartotojo sąsajos programinė įranga ir technologijos Anksčiau šį mėnesį Viktorijoje, Britų Kolumbijoje, vykusioje konferencijoje naudojami šeši elektromiografijos jutikliai (EMG) ir du įžeminimo elektrodai, išdėstyti žiede aplink žmogaus viršutinį dešinįjį dilbį, kad būtų galima pajusti piršto judesius, ir du jutikliai viršutiniame kairiajame dilbio rankos suspaudimams atpažinti. Nors šie jutikliai yra prijungti prie laidų ir išdėstyti atskirai, jų orientacija nėra tiksli, tai yra, nėra nukreipti į konkrečius raumenis. Tai reiškia, kad rezultatai turėtų būti panašūs ir naudojant ploną EMG raištį, kuriuo neapmokytas žmogus galėtų paslysti be pagalbos, sako Tan. Tyrimas grindžiamas ankstesniais darbais, kuriuose buvo naudojama brangesnė EMG sistema, skirta pirštų gestus pajusti, kai ranka padedama ant lygaus paviršiaus.

Jutikliai negali iš karto tiksliai interpretuoti raumenų veiklos. Programinė įranga turi būti išmokyta susieti elektrinius signalus su skirtingais gestais. Tyrėjai naudojo standartinius mašininio mokymosi algoritmus, kurie laikui bėgant pagerina jų tikslumą (metodas yra panašus į tą, kurį Tanas naudoja savo smegenų ir kompiuterio sąsajoms).

Mes praleidome daug laiko bandydami išsiaiškinti, kaip priversti vartotoją tinkamai sukalibruoti įrenginį, sako Tan. Programinė įranga išmoksta atpažinti EMG signalus, sukurtus, kai vartotojas konkrečiu, kontroliuojamu būdu atlieka gestus.

Algoritmai sutelkia dėmesį į tris konkrečias EMG duomenų ypatybes: raumenų aktyvumo mastą, raumenų aktyvumo greitį ir į bangas panašius veiklos modelius, atsirandančius keliuose jutikliuose vienu metu. Šios trys funkcijos, pasak Tan, yra gana tikslus būdas nustatyti tam tikrų tipų gestus. Po treniruotės programinė įranga galėjo tiksliai nustatyti daugelio dalyvių gestus daugiau nei 85 procentus laiko, o kai kuriuos – daugiau nei 90 procentų.

Ypač ankstyvosiose mokymo stadijose dalyvio gestai turi būti atidžiai nukreipti, siekiant užtikrinti, kad mašininio mokymosi algoritmai būtų išmokyti teisingai. Tačiau Tanas teigia, kad net ir turėdami nedidelį grįžtamojo ryšio kiekį bandomieji gana natūraliai prisitaikytų ir keistų pozas bei gestus, kad drastiškai pagerėtų našumas. Jis sako, kad tai, kad vartotojai suaktyvina tinkamą sistemos atsaką, tapo svarbia mokymo proceso dalimi.

Daugeliui šiandieninių kompiuterių sąsajų reikia viso vartotojo dėmesio, sako Pattie Maes , MIT žiniasklaidos menų ir mokslų profesorius. Mums labai reikia naujų sąsajų, tokių kaip Microsoft komandos sukurta, kad būtų galima sklandžiau integruoti skaitmeninę informaciją ir programas į mūsų įtemptą kasdienį gyvenimą.

Tanas ir jo kolegos dabar kuria prototipą, kuriame naudojama belaidė juosta, kurią galima lengvai uždėti ant žmogaus rankos, taip pat labai greita treniruočių sistema. Mokslininkai taip pat tikrina, kaip gerai sistema veikia, kai žmonės vaikšto ir bėgioja ją dėvėdami.

Galiausiai, sako Tan, viso kūno valdymas paskatins iš esmės naujus kompiuterių naudojimo būdus. Žinome, kad tai kažkaip susiję su gestais, kurie yra mobilūs, visada pasiekiami ir natūralūs, tačiau vis dar dirbame ties tikslia paradigma, sako jis.

paslėpti