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, весьма интересный проект, разработываемый в университете Беркли, можно найти по адресу. Здесь группа товарищей разрабатывает перчатку 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.