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首页 >>> 专题三版
中国研制出“眨眼”传感器
 
  来源:中国建设报     2017-08-09
 
 

想象一下,眨眨眼睛,电灯打开;再眨眨眼睛,电灯关闭……中国科学家近日报告说设计出一种新型传感器,可附在眼镜上探测眨眼动作,从而使“眨眼”之间完成开关家用电器等日常任务成为现实。

“该项技术可以被认为拥有了‘第三只手’。”研究负责人之一、重庆大学教授胡陈果说,如果正常人的双手被占用,可使用这种新型人机交互方式控制身边的电子设备。因渐冻症等疾病而失去活动能力的患者同样能从中受益,未来还将探索把这种传感器安装在人体的不同部位,尝试以此操控智能机器人。

除了胡陈果外,重庆大学蒲贤洁、郭恒宇以及中国科学院北京纳米能源所王中林等人参与研究,论文发表在新一期美国《科学进展》杂志上。据胡陈果介绍,传统人机交互系统在探测眨眼动作时,主要探测的是极为微弱的体表生物电信号,而他们利用近年来热门的摩擦纳米发电技术设计出新型传感器,探测的是眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动,不仅灵敏度极高,并且相对于传统探测方法还具有更好的耐久性和稳定性。

她解释说,该传感器由上下两层薄膜构成,中间有一定间隔。传感器装在眼镜腿上,接触眼角附近的皮肤。当眼睛眨动,眼角周围皮肤产生微小运动,会使两层薄膜产生接触;眨完眼后眼睛睁开,两层薄膜就会分离。在薄膜背面制备一层导电层,就可产生与眨眼对应的脉冲电信号输出。

测试结果表明,该脉冲电信号的输出强弱与眨眼的力度和快慢有直接关系。与有意识眨眼相比,无意识眨眼比较轻微,脉冲信号强度小,所以两者较易区分。

该设计除了能够实现通过眨眼来控制电子设备的开关,还能在虚拟打字人机交互界面上进行输入,比如打出英文单词和空格符号,或者组成句子。由于该传感器的极高灵敏度和稳定性,完成这些任务的准确性很高。胡陈果说,今后计划进一步改进眨眼输入法系统,争取能通过这种方式输入任意语句,包括进行中英文的切换、输入数字以及标点符号,还可结合输入法自动关联常用词组,就像现在人们在普通电脑键盘上能做的那样。此外,研究人员希望通过两眼眨动的组合形式,实现诸如遥控智能设备等更复杂的应用。感官控制的人机交互可以在人和外界设备之间建立新的自然交流途径,有利于提高人们的生活品质,而这项工作“使得通过眨眼来控制电子设备有希望从实验室走向我们的日常生活”。

林小春