Сейчас умной электроникой уже мало кого можно удивить. Умные часы, весы, фитнес-трекеры и прочие гаджеты давно и прочно закрепились на рынке электронных устройств. Правда, несмотря на то, что эти устройства позиционируются производителями, как последнее слово техники, управляются они по-старому. Особенно это актуально для умных часов. Все тот же тачскрин и управление при помощи пальцев или функциональных кнопок.

По мнению некоторых разработчиков, принцип управления такими устройствами должен быть принципиально новым. Проверка почты, отслеживание активности в течение дня, прослушивание музыки — все это современные умные часы делать умеют. Команда разработчиков из Дартмута предложила новый способ управления этими и другими функциями и возможностями часов — жестовый.

Для демонстрации своей идеи разработчики создали прототип умных часов нового типа, которые получили название WristWhirl. Такое устройство управляется при помощи движений запястья руки человека.


Презентация устройства состоится 19 октября, а сейчас разработчики представили основную информацию о своем проекте. «В то время, как большинство разработчиков умных часов только изучают возможности жестового управления, во WristWhirl оно уже используется в полной мере. Разработки, подобные нашей, показывают, как умные часы будут работать в недалеком будущем, позволяя своему владельцу взаимодействовать с устройством при помощи одной руки, той, на которой надеты часы. Другая рука в это время остается абсолютно свободной», — говорит Xing-Dong Yang, профессор компьютерных наук в Дартмуте.

При разработке прототипа WristWhirl исследователи изучили биомеханические возможности запястья. Для отработки системы управления принять участие в проекте пригласили 15 добровольцев возрастом от 15 до 20 лет. Как оказалось, все они могут без труда быстро научиться использовать жесты для управления компьютерной системой.

Им предложили просмотреть и повторить восемь типов жестов для управления умными часами. Участники проекта надели часы на левую руку, после чего их попросили выполнять запястьем несколько движений. Четыре типа таких движений напоминали обычную работу с тачскрином, четыре других представляли собой вычерчивание в воздухе геометрических фигур.

Добровольцы пробовали управлять часами при помощи жестов, находясь в сидячем положении и стоя. Их также просили выполнять жесты в двух ситуациях — когда они видели на дисплее отрисовку воспроизводимого жеста и без этого. Это позволило разработчикам понять, насколько точно человек выполняет нужный жест, если не видит результата выполнения на экране. Как оказалось, когда выполняемый жест прорисовывается на дисплее, пользователь часов выполняет все движения медленнее, чем в том случае, когда аналогичный жест выполняется без демонстрации его отрисовки на экране.

Для того, чтобы оценить точность выполнения жестов произвольной формы, используя WristWhirl, разработчики использовали идентификатор жестов ценой в $1. Они обнаружили, что такое устройство работает с 93,8%-ной точностью. Человек распознает жесты с меньшей точностью — примерно в 85%.



Конфигурация WristWhirl включает 2-х дюймовый TFT дисплей и пластиковый ремешок со встроенными инфракрасными датчиками зазора и пьезоэлектрическим сенсором вибрации. Все эти элементы располагаются внутри ремешка. Данные, получаемые сенсором, обрабатываются платой Arduino DUE.

Прототип часов далек от коммерческой модели. Например, 2-х дюймовый TFT дисплей подключен здесь в качестве внешнего экрана к ноутбуку ThinkPad X1 (Intel Core I7 2,1 GHz, 8 GB RAM). На ноутбуке установлено экспериментальное ПО, разработанное на платформе .NET и языке C#.

В ходе работы ученые протестировали WristWhirl при работе с Google Maps и различными играми. При этом использовалось четыре сценария работы:
1. Пользователи могли открывать приложение, используя жест;
2. Добровольцы могли работать с музыкальными файлами и воспроизведением музыки при помощи жестов;
3. Управление картами производилось при помощи жестов;
4. Управление играми осуществлялось при помощи жестов.

Авторы работы называют запястье одним из наиболее подвижных соединений в теле человека. У запястья много степеней свободы. Благодаря этому кисть руки может совершать круговые движения и выгибаться в разные стороны. Поэтому именно запястье можно использовать в качестве джойстика для управления функциями и возможностями умных часов. Количество разных жестов, формируемых при помощи кисти руки и запястья, очень велико. Сейчас исследователи работают с 8 жестами, отрабатывая технологию управления устройством, хотя на самом деле жестов может быть несколько десятков.



При этом часы должны уметь отличать жест, при помощи которых человек управляет устройством, от произвольных движений ладонью и запястьем.

Разработчики в своей публикации говорят о том, что управление умными часами при помощи одной руки — это новый тип взаимодействия с электронным устройством. В недалеком будущем авторы идеи добавят к проверенным в работе 8 жестам еще несколько, для того, чтобы можно было управлять практически всеми функциями часов.