SkinInterface: 基于皮肤的智能手表人机接口

图片来源于：卡耐基梅隆大学
　　引言

　　对于智能手表之类的智能穿戴设备来说，由于触摸屏的面积较小，所以大大增加了用户使用手指和手表系统进行交互的难度。所以，想要提高智能手表的交互体验效果，选择更加便于操作的人机交互接口，势必成为业界技术追逐的目标。

　　IntelligentThings今天要介绍的是，卡耐基梅隆大学研发的SkinInterface技术，它使得用户可以使用手表附近手背或者手臂上的皮肤，成为人机交互的新接口。这样相对于之前很小的触摸屏，无疑会大大提高智能手表的可操作性，改善用户的体验。

　　相关交互方案介绍

　　之前，IntelligentThings就介绍过两种类似的，可以应用在智能穿戴设备上的人机交互技术。一种是，英国萨塞克斯大学研发的超声波技术，另外一种则是，由华盛顿大学研发的声纳技术FingerIO。

　　前者，通过手掌背面的超生波发生器，发送超声波，检测手心产生的人机交互的触觉信号。

（图片来源于：英国萨塞克斯大学 ）
　　后者，则是通过智能手机原有的扬声器和麦克风，传送声音信号，并且追踪手指的回声，从而和分析出手指运动轨迹，完成和智能设备之间的交互。

（图片来源：Dennis Wise/华盛顿大学）
　　SkinInterface技术原理介绍

　　SkinInterface，是一种使用人体作为电波导装置，来持续监测皮肤上的手指运动的技术。它对于智能手表来说，是一种可穿戴，低成本的技术解决方案。它使用智能手表旁边的皮肤，来扩展使用者和手表交互的区域。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　这个方案即使在皮肤有衣服覆盖的情况下，也可以很好的工作。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　该系统，由两个部分组成，一部分是满载电极的腕带，另外一部分是发射高频信号的装置。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　系统可以完全连续的追踪，手指在皮肤上的位置和运动状况。当手指触碰皮肤的时候，会产生一种高频信号，并在用户的手臂上传输。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　手指到腕带上两个电子传感器的距离不同，所以手指上戒指相对于传感器，就会有产生不同的相位值。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　如果再加上两个传感器，就会产生二维的相对值。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　随着手指的移动，X和Y维度的相位值和距离都会发生改变，这样就可以二维地定位手指的位置。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　使用这种对于轨迹的追踪，就可以来互动的对智能手表上的应用进行控制。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　研究人员使用真实的元器件，在示波器上观察了两个传感器信号和相位信号。两个传感器的信号为蓝色和黄色线条，相位信号为紫色线条。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　腕带上一共有四对传感器，其中两对追踪X轴的运动，另外两对追踪Y轴的运动。

（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　SkinInterface可追踪的交互手势

　　1. 方向性的滑动（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　2. 单点按压（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　3. 一维连续滑动（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　4. 二维连续滑动（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　SkinInterface支持的智能手表应用

　　1. 应用导航切换（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　2. 应用选择（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　3.应用滚动（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　4. 确认选择（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　5.皮肤可以作为屏幕的扩展（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　6.多按键应用程序控制，例如拨打电话。（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　7.基于皮肤的游戏控制（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
　　8.特殊的姿势控制，在皮肤上写不同的字母，进入不同的模式。（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）（图片来源于：卡耐基梅隆大学）
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