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中國科學(xué)家研制出用“眨眼”開關(guān)家電的傳感器
想象一下，眨眨眼睛，電燈打開；再眨眨眼睛，電燈關(guān)閉……中國科學(xué)家近日報告說設(shè)計出一種新型傳感器，可附在眼鏡上探測眨眼動作，從而使“眨眼”之間完成開關(guān)家用電器等日常任務(wù)成為現(xiàn)實(shí)。
“該項(xiàng)技術(shù)可以被認(rèn)為擁有了‘第三只手’。”研究負(fù)責(zé)人之一、重慶大學(xué)胡陳果教授告訴新華社記者。她說，如果正常人的雙手被占用，可使用這種新型人機(jī)交互方式控制身邊的電子設(shè)備，因漸凍癥等疾病而失去活動能力的患者同樣能從中受益，未來還將探索把這種傳感器安裝在人體的不同部位，嘗試以此操控智能機(jī)器人。
除了胡陳果外，重慶大學(xué)蒲賢潔、郭恒宇以及中國科學(xué)院北京納米能源所王中林教授等人參與研究，論文發(fā)表在新一期美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
據(jù)胡陳果介紹，傳統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng)在探測眨眼動作時，主要探測的是極為微弱的體表生物電信號，而他們利用近年來熱門的摩擦納米發(fā)電技術(shù)設(shè)計出新型傳感器，探測的是眨眼引起的太陽穴附近皮膚的微小運(yùn)動，不僅靈敏度極高，并且相對于傳統(tǒng)探測方法還具有更好的耐久性和穩(wěn)定性。
她解釋說，該傳感器由上下兩層薄膜構(gòu)成，中間有一定間隔。傳感器裝在眼鏡腿上，接觸眼角附近的皮膚。當(dāng)眼睛眨動，眼角周圍皮膚產(chǎn)生微小運(yùn)動，會使兩層薄膜產(chǎn)生接觸；眨完眼后眼睛睜開，兩層薄膜就會分離。在薄膜背面制備一層導(dǎo)電層，就可產(chǎn)生與眨眼對應(yīng)的脈沖電信號輸出。
測試結(jié)果表明，該脈沖電信號的輸出強(qiáng)弱與眨眼的力度和快慢有直接關(guān)系。與有意識眨眼相比，無意識眨眼比較輕微，脈沖信號強(qiáng)度小，所以兩者較易區(qū)分。
該設(shè)計除了能夠?qū)崿F(xiàn)通過眨眼來控制電子設(shè)備的開關(guān)，還能在虛擬打字人機(jī)交互界面上進(jìn)行輸入，比如打出英文單詞和空格符號，組成句子。由于該傳感器的極高靈敏度和穩(wěn)定性，完成這些任務(wù)的準(zhǔn)確性很高。
胡陳果說，今后計劃進(jìn)一步改進(jìn)眨眼輸入法系統(tǒng)，爭取能通過這種方式輸入任意語句，包括進(jìn)行中英文的切換，輸入數(shù)字以及標(biāo)點(diǎn)符號，還可結(jié)合輸入法自動關(guān)聯(lián)常用詞組，就像現(xiàn)在人們在普通電腦鍵盤上能做的那樣。此外，研究人員也希望能通過兩眼眨動的組合形式，實(shí)現(xiàn)諸如遙控智能設(shè)備等更為復(fù)雜的應(yīng)用。
胡陳果指出，感官控制的人機(jī)交互可以在人和外界設(shè)備之間建立新的自然交流途徑，有利于提高人們的生活品質(zhì)，而這項(xiàng)工作“使得通過眨眼來控制電子設(shè)備有希望從實(shí)驗(yàn)室走向我們的日常生活”。
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