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FingerIO，通过将智能手表或手机变成声纳设备，使得你在附近任何物体上的写作或者手势，成为和移动设备交互的工具。
（图片来源：Dennis Wise/华盛顿大学）
目前智能手表以及穿戴设备，为了便携性和美观，正在变得越来越小。但是，这样让用户和显示屏之间的交互，因为尺寸的缩小，而变得越来越难。手指在小的屏幕上移动，很不方便。
所以这就需要产生一项新的技术。由华盛顿大学的计算机科学家和电子工程师开发的一种新的声纳技术。而对于声纳的，之前主要用于在水中进行观察和测量，由于电磁波在水中衰减的速率非常的高，无法做为侦测的讯号来源，以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。但是声纳应用到消费电子设备上，目前还是比较全新的尝试，这就是FingerIO技术说进行的探索。
FingerIO技术具体描述
FingerIO是一项精确的手指追踪技术，让现有的智能手表或者手机周围的空间，变成一个可交互的表面。FingerIO无需通过传感器追踪手指，即使在手指和设备之间存在遮挡的情况下，仍然可以有效的工作。它将设备变成一个活跃的声纳系统，传送听不到的声音信号，并且利用麦克风追踪手指的回声。为了实现亚厘米级的追踪精度，研究人员使用了一种在无线通信中用到的调制技术，称为正交频分复用(OFDM)。
根据研究人员的评估显示，FingerIO使用Android智能手机的内置麦克风和扬声器，可以完成2维手指移动追踪，平均精度8毫米。当手机在口袋里的时候，它也能追踪手指在设备周围的移动。最后，研究人员还设计了一个智能手表形式的FingerIO设备原型，并且展示它可以扩展交互空间，达到在设备周围0.5 X 0.25平方米的面积，在和手指之间被完全遮挡的情况下，仍然可以有效工作。
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FingerIO使得人们和微小的智能手表之间的交互变得全新而且简单。
（图片来源：Dennis Wise/华盛顿大学）
使用FingerIO，你轻弹一下手指，就可以对智能手机调高音量，按键，或者滚动菜单，而不需要触摸屏幕，甚至你可以写下搜索命令，或者在空气中打字，这样比在小小的手表屏幕上要简单的多。
与其他同类技术的优缺点比较
这种追踪手指运动的方式，相对于摄像头追踪来说，优点是不需要担心视线阻碍，特别是被衣服或者其他障碍物遮挡的时候。而相对于雷达这样技术来说，优点则是，不需要定制传感器硬件，和花费更大的计算机功耗。相对于无线电波来说，声音信号传输的较慢，不需要很大的带宽。在成本上，每个设备都有扬声器和麦克风，所以并不需要额外的硬件。
但是声纳的回声很微弱，不足以追踪高分辨率的手指移动。几个厘米的错误，让它很难区分这是一个单词或者一个手势。
华盛顿大学的研究人员，使用了一种在无线电通信中的特殊的信号，正交频分复用，它可以完成使用声波对于高分辨率手运动的追踪。他们的算法利用正交频分复用信号的属性，来追踪回声中的相性变化，并且纠正任何手指位置的误差，来完成亚厘米级别的手指追踪。
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用户测试智能手机的过程中，通过FingerIO计算手指位置（绿色）精确度达8毫米，对比在另一块独立的触摸屏上的运动轨迹记录（黑色）。
（图片来源：Dennis Wise/华盛顿大学）
这项技术的测试情况
为了测试这个方案，研究人员设计了一个Android设备上的FingerIO原型App，并且将它下载到现有的Galaxy S4的智能手机上，以及具有两个麦克风的智能手表上，来记录手指运动的二维轨迹。
研究人员让测试者，在一个触摸板上画星星，乱涂乱画，或者写数字8。触摸板放在运行FingerIO设备的附近，用来和FingerIO设备记录的轨迹进行对比。
FingerIO记录的轨迹和真实的对比情况如下，在智能手机上达到0.8厘米误差，在智能手表上1.2厘米误差。研究成员称人的手指已有1厘米的厚度，所以这个精度已经不错了。
对于技术的展望
研究团队下一步将尝试同时追踪多个手指，并且通过为设备添加更多的麦克风来追踪三维的情况。
IntelligentThings认为，声纳定位技术在移动设备上固然有很多优点，但是传输速率和带宽是否已经达到要求？因为一部分的延时，会影响用户体验。所以这项应用在移动设备上，未来的前景如何？这也是我们需要继续观察。我们希望见到这项技术进一步完善，未来产生更多的具体应用。
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