能够实时识别手指动作的可穿戴系统

煤油灯科技2023-09-14 11:10

能够检测、追踪和解读周围环境中的动作的设备,在机器人学、医疗保健、娱乐产业、体育等领域都有无数有价值的应用。可穿戴传感器在检测和记录人类用户的动作方面特别有效,因为它们可以被策略性地放置,并且可以更精确地捕捉到更微小的动作。

韩国亚洲大学、韩国大学和韩国科学技术研究院(KU-KIST)的研究人员最近开发出了一种能够实时识别人类用户手指动作的新系统。他们在《自然电子学》杂志上介绍了他们提出的设备,该设备基于可穿戴传感器和所谓的人工突触(即复制大脑突触功能的硬件组件)。

人机界面的演变正朝着与我们的日常生活更无缝地融合的方向发展。理想情况下,我们能够与技术进行互动,甚至在没有意识到的情况下。实现这一目标的一种重要方法是让机器能够识别自然人类的动作,特别是像手指动作这样复杂的动作。这种识别不仅仅是一种新奇之处,还对机器人技术、医疗保健和通信等领域具有深远的影响。

尽管近年来可穿戴动作识别系统的发展取得了一些突破,但迄今为止提出的许多解决方案仍然无法达到最佳效果。最近开发的大多数人体动作识别系统都依赖于两个或更多静止设备,例如3D深度摄像机、红外摄像机和惯性测量单位。

这些设置无意中阻碍了它们试图识别的非常自然的动作。此外,它们的底层算法在时间和能量方面都具有资源密集性,主要因为它们需要区分手指和其他物体,然后跟踪它们在连续时间框架中的运动。我们在《自然电子学》上的最新论文旨在克服这些障碍。

在之前的研究工作的基础上,Park教授、Wang教授和他们的同事们致力于开发一种能够可靠地检测和识别用户手指动作的“无限制”动作识别系统。为了做到这一点,他们将广泛使用的光学传感器与人工突触集成到一个非常薄的基底上,该基底的厚度约为2微米(即人头发直径的1/20)。

这个想法的起源可以追溯到两个关键的作品。第一个是我之前关于高灵敏度和超柔性有机光伏自供电心电图传感器的研究,而第二个是Gunuk Wang关于具有稳定运行的突触装置的研究。

研究人员的手指动作识别系统由两个主要组件组成,即光学传感器(有机近接传感器)和所谓的突触装置。通过将这两个组件仔细放置在一个非常薄的基底上,团队成功地制造出一个易于佩戴在皮肤上的设备,同时还适应了人类运动时自然形成的皮肤皱纹。

这种独特的设计允许用户在周围环境中自由移动,同时系统记录和识别他们的动作。该系统通过完成三个不同的步骤实现手指动作识别:动作捕捉、信号转换和学习/识别。

 

---煤油灯科技victorlamp.com编译整理---

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