Touché:让所有物体的表面都变成触摸屏

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2012-05-07 20:57

位于匹兹堡的 Disney Research 实验室最近开发出一种新的触摸技术,让任何物体的表面都变为触摸屏,让像门把手、桌子、椅子这些日常会接触的物体能够顺利识别我们的手势,并作出一定的反应。这个技术被称之为 Touché

Touché 能识别人体不同部位如何接触物体表面,进而让设备针对不同的情景进行调节。比如说,一个坐在沙发上看电视的人,他在不同情况下会采用不同的姿势来看电视,当他有点疲倦的时候,他可能会靠在椅子上,这是 Touché 便能够监测到人体姿势的变化后,便发出指令,让屋子里的灯变暗。而当这个人看电视,看着看着躺在沙发上睡着了的话,Touché 又监测到这个姿势变化,发出指令把电视给关掉。具体可以看以下视频演示:

Touché 之所以能够识别人体不同姿势的变化,是因为它的核心技术——电容传感(SFCS)。这项技术与电容屏的技术原理有相似的地方。电容屏的原理是监测屏幕上电容信号的变化,从而定位人的手指在屏幕上的位置。这时候,电容屏相当于把人体当作电容的一个电极来使用。而 SFCS,同样把人体当作电容的一个电极来使用,通过监测人体接触到物体表面时,物体表面的电容信号的变化来识别人的手势。然而,和电容屏不同的是,SFCS 监测的不是一个电容信号的变化,而是一组电容信号都变化。

为何 Touché 识别精度能够这么高呢?这是因为人体不同部位的电阻都不一样,比如说干燥而没有受过伤的皮肤,它的电阻值可能高达 1000 Ω,而且人体不同的组织、骨头的电阻值都不一样。这样当人体不同的部位接触到 Touché 所改造的物体,其电容变化也会不同,通过记录这种电容变化,便能够让人不同的姿势转化为不同的信号。

 

Disney Research 能够开发出 Touché 这种新型的触摸技术,和当下科技日新月异的发展有关。前文中提到,SFCS 需要监测的,不仅是一个电容信号的变化,而是一组电容信号变化,这一组电容信号的数量可能有几百个之多,这对微处理器的处理能力提出了更高的要求。长宽高仅为 36
x 36 x 5.5 毫米的 Touché,所采用的是一颗 ARM Cortex-M3 微处理器 NXP LPC1759。这颗微处理器的体积极小,运行频率却能达到 120 MHz,满足 Touché 对处理器性能的要求。

Touché 由 Disney Research 的三名科学家 Munehiko Sato、Ivan Poupyrev 以及 Chris Harrison 联合开发。这三名科学家中,Ivan 还参与了力反馈触摸屏 TeslaTouch 的开发。在一年前的专访中,我们解析过这项技术的特点,它能够为触摸屏提供类似实体按键的触感,而且基于电震动(Electrovibration)原理——运行中产生的周期静电会在接触过程中给手指推力,给人带来一种触摸实物的错觉。基于这项技术,能够生产适合盲人的触摸设备。

基于这项技术开发的盲人阅读设备还在 CHI 2011 大会上展示过。CHI 的中文名称是 “人机交互国际会议”,是人机交互领域方面顶尖的国际大会。它以接受投稿的方式,从中挑选议题。在 CHI 2011 大会中,投稿数量高达 2500 篇,在经过 69 位组委会成员、265 位程序委员会委员和 4682 名论文评审人的帮助下,最终接收了 821 篇工作报告,其中包括 420 篇论文。

今年,Disney Reasearch 也再次参与 CHI 2012 大会,与会项目便是 Touché,而有关 Touché 的论文则获得了 “最佳论文” 的评价。我相信,这和 Touché 所蕴含的潜力有关——它能够改变传统物件的使用方式,让人展望一个更智能、可触摸的世界。

文中图片来自 Disney Research

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