Компьютерные перчатки

Будущее

Итак, несмотря на давние мечты человечества о "ручном" интерфейсе, уделом пользователя компьютера пока что остаются самые обыкновенные мышь и клавиатура. С перчатками и прочими альтернативными устройствами экспериментируют или любители-энтузиасты (которые сами себе и программисты, и инженеры-электронищики) или ученые, исследователи проблем человеко-машинного интерфейса. Например, по запросу "computer glove interaction" Google выдает массу ссылок на научные и научно-популярные материалы. Вот и посмотрим, чем занимаются ученые.

Так выглядит прототип перчатки на акселерометрах. Сам акселерометр показан на увеличеном фрагменте.

А это буквы из языка жестов, использованного при работе с перчаткой.

Например, разрабатывается перчатка на основе двухкоординатных акселерометров (датчики, измеряющие ускорение). Фактически, такой акселерометр измеряет угол своего наклона относительно вертикали (задаваемой гравитационным полем Земли). Пять таких датчиков расположены на кончиках пальцев и еще один - на тыльной стороне ладони. Сочетание сигналов от датчиков позволяет распознавать множество различных конфигураций пальцев. Пока что система работает только со статическими жестами (то есть, рука при этом должна быть неподвижна), однако, в принципе, она может распознавать и движения. Координаты руки эта перчатка конечно измерить не может, но даже обычного языка жестов оказалось достаточно, чтобы сделать простенький текстовый редактор с "ручным" вводом (тренированный человек может вводить текст со скоростью порядка одного символа в секунду). Управлять курсором мыши тоже можно запросто - например наклонами ладони в стороны и вверх-вниз.

Умная пыль на кончиках пальцев

Однако это еще не самое интересное. Дело в том, что данная перчатка разрабатывается только как прототип устройства совершенно другого класса. Основная цель разработчиков - создать систему ввода на основе так называемой "умной пыли" (smart dust или motes). Умная пыль представляет собой миниатюрные устройства, сочетающие в себе наноэлектронику и MEMS (микро электромеханические устройства). На картинке видно, к какой цели стремятся исследователи - крошечный девайс объемом всего несколько кубических миллиметров будет сочетать в себе маломощный радиопередатчик (для передачи данных), солнечную батарею (независимое питание), MEMS-акселерометр (собственно, датчик) и цифровой сигнальный процессор (который будет всем этим управлять). Пять таких пылинок, наклеенных на ногти, будут совершенно незаметны, но зато у вас всегда будут с собой клавиатура и мышь. Причем, беспроводные. Кстати, похожая на smart dust технология и ее использование были весьма красочно описаны в книге Вернора Винджа "Глубина в небе"

Управляем компьютером небрежным жестом. JestPoint в действии. Обратите внимание на две видеокамеры вверху.

А вот еще одна интересная разработка. Правда, в ней никаких перчаток нет, но идея очевидным образом родственная. Итак, технология JestPoint от компания JesterTek призвана заменить собой сенсорные дисплеи в общественных местах. По сути своей она весьма проста и предназначена чтобы управлять компьютером при помощи движений руки.. Собственно, я бы даже сказал, что идея позаимствована у природы, давшей человеку не только прямохождение, но и бинокулярное зрение. Скажем, чтобы нажать на кнопку на экране, надо указать на нее пальцем и совершить эдакое тыкающее движение. В принципе, то же самое позволяют делать сенсорные экраны, но здесь пользователь может находиться на любом расстоянии от экрана, да и размеры самого экрана ничем не ограничены. Получение информации о жестах осуществляется с помощью двух видеокамер, разнесенных на некоторое расстояние - стандартная конфигурация для стереосъемки. Камеры получают данные о пространственном расположении руки (или указательного пальца) путем банальной триангуляции на основе двух изображений с известной стереобазой. Существующий вариант системы интерпретирует эти данные в координаты на экране и нажатия кнопок мыши. Собственно, эта система может подключаться вместо мыши. Самое очевидное применение - в рекламных витринах и общественных информационных терминалах. Но при желании эту систему можно было бы перенести и на персоналки. Камеры можно устанавливать практически где угодно по отношению к дисплею. Единственное ограничение - вокруг того места, где вы будете размахивать руками, должна находиться однотонная квадратная рамка для калибровки пространственного восприятия камер.

Надо сказать, что данная технология оказалась вполне жизнеспособной - за два года с момента ее первой демонстрации на Siggraph 2001 компания JestPoint не только не разорилась но и наоборот, весьма активно продает свои системы управления. Покупателями становятся музеи, магазины и масса прочих заведений, где надо огранизовать взаимодействие посетителя с компьютером.