طورت شركة Microsoft Skinput ، وهي تقنية تخصص جسم الإنسان للإرسال الصوتي ، مما يسمح باستخدام الجلد كسطح إدخال.
على وجه الخصوص ، نحدد موقع نقرات الأصابع على الذراع واليد من خلال تحليل الاهتزازات الميكانيكية التي تنتشر عبر الجسم.
نجمع هذه الإشارات باستخدام مجموعة جديدة من أجهزة الاستشعار التي يتم ارتداؤها كشريط للذراع. يوفر هذا الأسلوب نظام إدخال إصبع على الجسم متاح دائمًا ومحمول بشكل طبيعي. نقوم بتقييم إمكانيات ودقة وقيود أسلوبنا من خلال دراسة مستخدم من جزأين تضم عشرين مشاركًا. لتوضيح فائدة منهجنا بشكل أكبر ، نختتم بالعديد من تطبيقات إثبات المفهوم التي قمنا بتطويرها
إدخال تقنية Skinput
الهدف الأساسي من Skinput هو توفير نظام إدخال محمول متاح دائمًا – أي نظام إدخال لا يتطلب من المستخدم حمل أو التقاط جهاز. تم اقتراح عدد من الأساليب البديلة التي تعمل في هذا الفضاء. التقنيات المعتمدة على رؤية الكمبيوتر شائعة. ومع ذلك ، فهي مكلفة من الناحية الحسابية وعرضة للخطأ في سيناريوهات الهاتف المحمول (حيث ، على سبيل المثال ، التدفق البصري غير المدخل هو السائد).
يعد إدخال الكلام اختيارًا منطقيًا للإدخال المتوفر دائمًا ، ولكنه محدود في دقته في البيئات الصوتية غير المتوقعة ، ويعاني من مشكلات الخصوصية وقابلية التوسع في البيئات المشتركة. اتخذت مناهج أخرى شكل الحوسبة القابلة للارتداء.
يتضمن هذا عادةً جهاز إدخال ماديًا مبنيًا في شكل يعتبر جزءًا من ملابس المرء. على سبيل المثال ، تسمح أنظمة الإدخال المستندة إلى القفازات للمستخدمين بالاحتفاظ بمعظم حركات اليد الطبيعية ، ولكنها مرهقة وغير مريحة وتعرقل الإحساس باللمس.
يقدم Post and Orth نظام “نسيج ذكي” يدمج أجهزة الاستشعار والموصلات في أبريك ، ولكن اتباع هذا النهج للمدخلات المتاحة دائمًا يستلزم تضمين تقنية في جميع الملابس ، والتي ستكون معقدة ومكلفة للغاية.
يقترح مشروع SixthSense إمكانية إدخال / إخراج متنقلة ومتاحة دائمًا من خلال الجمع بين المعلومات المتوقعة مع نظام تتبع الرؤية المستند إلى علامة الألوان.
هذا النهج ممكن ، لكنه يعاني من قيود خطيرة في الانسداد والدقة. على سبيل المثال ، من الصعب للغاية تحديد ما إذا كان أحد الأصابع قد نقر على زر أم أنه مجرد تحوم فوقه
الاستشعار الحيوي:
يستفيد Skinput من خصائص التوصيل الصوتي الطبيعية لجسم الإنسان لتوفير نظام إدخال ، وبالتالي فهو مرتبط بالعمل السابق في استخدام الإشارات البيولوجية لإدخال الكمبيوتر. تم تخصيص الإشارات المستخدمة تقليديًا في الطب التشخيصي ، مثل معدل ضربات القلب ومقاومة الجلد ، لتقييم الحالة العاطفية للمستخدم. يتم توجيه هذه الميزات بشكل عام دون وعي ولا يمكن التحكم فيها بدقة كافية للإدخال المباشر. وبالمثل ، تم استخدام تقنيات استشعار الدماغ مثل تخطيط كهربية الدماغ (EEG) والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (fNIR) من قبل باحثي HCI لتقييم الحالة المعرفية والعاطفية. نظر هذا العمل أيضًا في المقام الأول في الإشارات اللاإرادية.
في المقابل ، تم تسخير إشارات الدماغ كمدخل مباشر لاستخدامه من قبل المرضى المشلولين ، لكن واجهات الكمبيوتر المباشرة في الدماغ (BCIs) لا تزال تفتقر إلى النطاق الترددي المطلوب لمهام الحوسبة اليومية ، وتتطلب مستويات من التركيز والتدريب والتركيز التي لا تتوافق مع النموذج المعتاد. تفاعل الكمبيوتر.
كان هناك عمل أقل فيما يتعلق بتقاطع إدخال الإصبع والإشارات البيولوجية. قام الباحثون بتسخير الإشارات الكهربائية الناتجة عن تنشيط العضلات أثناء حركة اليد الطبيعية من خلال مخطط كهربية العضل (EMG). في الوقت الحالي ، ومع ذلك ، يتطلب هذا النهج عادةً أنظمة تضخيم باهظة الثمن وتطبيق هلام موصل للحصول على إشارة فعالة ، مما سيحد من قبول هذا النهج لمعظم المستخدمين.
تقنية الإدخال الأكثر ارتباطًا بتقنياتنا هي تقنية Amento et al الذي وضع ميكروفونات تلامس على معصم المستخدم لتقييم حركة الإصبع. ومع ذلك ، لم يتم تقييم هذا العمل رسميًا أبدًا ، حيث يقتصر على حركات الأصابع بيد واحدة.
يستخدم نظام Hambone إعدادًا مشابهًا ، ومن خلال HMM ، ينتج دقة تصنيف حوالي 90٪ لأربع إيماءات (على سبيل المثال ، رفع الكعب ، أصابع المفاجئة). يظل أداء الرفض الإيجابي الكاذب غير مُختبر في كلا النظامين في الوقت الحالي. علاوة على ذلك ، تتطلب كلتا الطريقتين وضع أجهزة استشعار بالقرب من منطقة التفاعل (على سبيل المثال ، الرسغ) ، مما يزيد من درجة الغزو والرؤية. أخيرًا ، تمثل ميكروفونات التوصيل العظمي وسماعات الرأس – وهي تقنيات شائعة للمستهلكين الآن – تقنية إضافية للاستشعار الحيوي ذات صلة بالعمل الحالي. هذا يستفيد من حقيقة أن الترددات الصوتية ذات الصلة بخطاب الإنسان تنتشر جيدًا عبر العظام.
عادةً ما يتم ارتداء ميكروفونات التوصيل العظمي بالقرب من الأذن ، حيث يمكنها استشعار الاهتزازات التي تنتشر من الفم والحنجرة أثناء الكلام. ترسل سماعات التوصيل العظمي الصوت عبر عظام الجمجمة والفك مباشرة إلى الأذن الداخلية ، متجاوزة انتقال الصوت عبر الهواء والأذن الخارجية ، مما يترك مسارًا خاليًا من العوائق للأصوات البيئية
