Управление маленьким экраном смарт-часов остаётся одной из самых неудобных задач в мире носимой электроники: прокрутка, масштабирование и многопалые жесты, привычные со смартфонов, на двухдюймовой панели выполняются с трудом. Исследователи из Университета штата Северная Каролина (North Carolina State University, США) предложили принципиально иной подход — перенести сенсорную поверхность с экрана на кожу самого пользователя. Разработанная ими система EpiPad использует крошечный радар миллиметрового диапазона, закреплённый на запястье, чтобы превратить предплечье в чувствительную тач-панель, способную распознавать касания, движения нескольких пальцев и силу нажатия.
Как работает радар на запястье
В основе EpiPad лежит компактный миллиметровый радар размером приблизительно 5 × 4 мм, установленный на запястье пользователя. Прикосновение пальцев к коже предплечья вызывает микроскопические деформации эпидермиса, которые радар фиксирует по изменениям фазы отражённого радиосигнала. Именно анализ фазового сдвига позволяет системе не только определить факт касания и его координаты, но и оценить силу нажатия. Распознавание конкретных жестов — сводение пальцев, прокрутка двумя пальцами, одиночное нажатие — выполняется с помощью алгоритмов машинного обучения, обученных на данных о характерных паттернах деформации кожи.
Результаты испытаний на 20 добровольцах
В ходе экспериментов с участием 20 человек точность распознавания жестов составила 92,8 %, а определение силы нажатия достигло точности 90,2 %. Точность определения положения пальцев на поверхности предплечья составила 10,2 мм. Перед началом работы каждому участнику требовалась индивидуальная калибровка системы, занимавшая около четырёх минут. В отдельном сравнительном эксперименте добровольцы выполняли задания по управлению смарт-часами тремя способами: непосредственно через экран, с помощью курсора, управляемого наклоном запястья, и посредством EpiPad. По данным авторов исследования, именно вариант с EpiPad обеспечил наименьшее число ошибок и наивысшую эффективность выполнения задач.
От прототипа к серийному продукту
Представленный прототип имеет форму браслета с выступающей электронной платой и соединительными проводами, однако, по оценке руководителя исследования Чэньханя Сюя (Chenhan Xu), сенсорный массив размером 5 × 4 мм вполне может быть интегрирован непосредственно в корпус обычных умных часов. Стоимость функциональных компонентов системы при массовом производстве, по расчётам исследователей, может составить менее 10 долларов. Это делает технологию потенциально доступной для широкого рынка носимых устройств.
Перспективы за пределами смарт-часов
Исследователи указывают, что EpiPad не ограничивается сценарием управления часами. Технология применима к любым устройствам без полноценного экрана — в первую очередь к очкам с искусственным интеллектом, где кожа предплечья или запястья могла бы служить дополнительной поверхностью для управления интерфейсом. Таким образом, EpiPad открывает путь к новому классу носимых интерфейсов, в которых тело пользователя становится частью пользовательского ввода, а не просто носителем гаджета.
