Решена ключевая проблема всех жестовых интерфейсов
Традиционные носимые датчики жестов работают стабильно лишь при неподвижности пользователя. Стоит человеку ускориться или оказаться в вибрационной среде — сигналы искажаются, а точность падает.
«Мы преодолели этот фундаментальный барьер, — отмечает Сянцзюнь Чэнь, соавтор исследования и постдоктор инженерной школы Джейкобса. — Интеграция ИИ позволяет очищать шумные данные в реальном времени и превращать обычные жесты в команды, даже когда человек активно двигается».
В центре разработки — система очистки и интерпретации сигналов датчиков с помощью глубокого обучения, которая выделяет жест из смеси движений, вибраций и мышечной активности.
Варианты применения: от реабилитации до подводных операций
Исследователи видят широкие сценарии использования новой технологии:
- помощь пациентам в реабилитации или людям с нарушенной моторикой;
- управление инструментами и роботами на производстве без задействования рук;
- применение спасателями и службами реагирования в условиях вибраций, толчков и ограниченной подвижности;
- дистанционное управление подводными роботами даже при турбулентности;
- более надёжные жестовые интерфейсы в бытовых устройствах.
По словам команды, это первый носимый интерфейс, устойчивый к такому широкому спектру реальных нарушений движения. Он функционирует «в стиле» человеческих движений, а не в лабораторно-идеальных условиях.
Как устроена система
Устройство представляет собой мягкую электронную нашивку, закреплённую на тканевой повязке. В нём объединены:
- растяжимые сенсоры движения и мышечной активности,
- Bluetooth-микроконтроллер,
- гибкий аккумулятор,
- многослойная архитектура с возможностью изгиба и растяжения.
Система обучалась на обширном датасете, включающем реальные движения: бег, тряску, волнообразные движения в океане и другие сложные сценарии. Алгоритм глубокого обучения удаляет шумы, классифицирует жест и передаёт команду роботу — например, роботизированной руке — с минимальной задержкой.
Испытания: беговая дорожка и модель океанских волн
Опытные испытания проводились:
- при беге с высоким уровнем вибраций;
- в тестовых условиях, имитирующих движение автомобиля;
- в океаническом симуляторе Института океанографии Скриппса.
Во всех сценариях система обеспечивала точное управление без заметных задержек.
Шаг к новым интерфейсам человек–машина
«Этот подход задаёт новый стандарт шумоустойчивости в носимых устройствах, — подчёркивает Чэн. — Мы приближаемся к интуитивным интерфейсам, которые можно использовать в обычной жизни — растяжимым, беспроводным и способным адаптироваться к каждому пользователю».
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
