Проводная перчатка

( Проводная перчатка также называемая перчаткой для передачи данных) ^[1]^[2] или киберперчатка ) — устройство ввода для взаимодействия человека с компьютером, которое носится как перчатка .

различные сенсорные , используются Для сбора физических данных, таких как сгибание пальцев технологии . Часто к перчатке присоединяется устройство отслеживания движения, такое как устройство магнитного слежения или инерционное устройство слежения , для сбора глобальных данных о положении/вращении перчатки. Эти движения затем интерпретируются программным обеспечением, прилагаемым к перчатке, поэтому любое движение может означать любое количество вещей. Затем жесты можно разделить на полезную информацию, например, для распознавания языка жестов или других символических функций.

Дорогие высококачественные проводные перчатки также могут обеспечить тактильную обратную связь, которая имитирует осязание. Это позволяет использовать проводную перчатку в качестве устройства вывода. Традиционно проводные перчатки продавались по огромной цене: датчики сгибания пальцев и устройство слежения приходилось покупать отдельно.

Проводные перчатки часто используются в средах виртуальной реальности и для имитации движений рук роботов.

История

Перчатка Sayre, созданная Лабораторией электронной визуализации в 1977 году, была первой проволочной перчаткой. ^[3]

В 1982 году Томас Циммерман подал патент (патент США 4542291) на гибкий оптический датчик, установленный в перчатке для измерения сгибания пальцев. ^[4] Циммерман работал с Джароном Ланье над внедрением ультразвуковой и магнитной технологий отслеживания положения рук для создания перчаток Power Glove и Data Glove соответственно (патент США 4988981, подан в 1989 г.). ^[5] Оптический гибкий датчик, используемый в Data Glove, был изобретен Янгом Л. Харвиллом, который поцарапал волокно возле сустава пальца, чтобы сделать его локально чувствительным к изгибу. ^[6]

Одной из первых проводных перчаток, доступных домашним пользователям в 1987 году, была Nintendo Power Glove . Эта перчатка была разработана как игровая перчатка для Nintendo Entertainment System . У него был грубый трекер и датчики сгибания пальцев, а также кнопки на задней панели. Резистивные датчики PowerGlove также использовались любителями для создания собственных информационных перчаток. ^[7]

За этим последовала CyberGlove , созданная Virtual Technologies, Inc. в 1990 году. Virtual Technologies была приобретена Immersion Corporation в сентябре 2000 года. В 2009 году линия продуктов CyberGlove была продана Immersion Corporation и новой компанией CyberGlove Systems LLC. взяла на себя разработку, производство и продажу CyberGlove.

Помимо CyberGlove, Immersion Corp также разработала три других продукта в виде перчаток для передачи данных: CyberTouch, которая вибрирует каждый отдельный палец перчатки, когда палец касается объекта в виртуальной реальности; CyberGrasp, который фактически имитирует сжимание и прикосновение как к твердым, так и к губчатым объектам; и устройство CyberForce, которое выполняет все вышеперечисленное, а также измеряет точные движения всей руки пользователя.

В 2002 году компания Essential Reality выпустила перчатку P5. ^[8] (оборудование разработано Джохатаном Кларком и Ли Бойдом). В обычных приложениях она работала как двухмерная мышь, и некоторые компьютерные игры были специально адаптированы для обеспечения ее поддержки «3D». Перчатка P5 совместима с Microsoft Windows XP и классической Mac OS . неофициальные драйверы для Linux Существуют также . Несмотря на то, что он получил несколько положительных отзывов в журналах о гаджетах и играх, отсутствие совместимого программного обеспечения и другие проблемы заставили его оставаться новинкой. ^{[ нужна ссылка ]} С тех пор оно было прекращено.

Вслед за P5 Glove была 5th Glove, комплект перчаток для передачи данных и полосок сгибателей (5th Glove DFK), продаваемый Fifth Dimension Technologies . В пакете используется гибкое оптическое распознавание изгиба для отслеживания движений рук и рук. Перчатку можно использовать с ультразвуковой системой слежения 5DT, трекером 5DT Head и 5DT Hand, которые могут отслеживать движение на расстоянии до двух метров от передатчика устройства.

Обеспокоенные высокой стоимостью наиболее полных коммерческих решений, Pamplona et al. предложить новое устройство ввода: перчатку для обработки данных на основе изображений (IBDG). ^[9] Прикрепив камеру к руке пользователя и визуальный маркер к каждому кончику пальца, они используют методы компьютерного зрения, чтобы оценить относительное положение кончиков пальцев. Получив информацию о кончиках, они применяют методы обратной кинематики, чтобы оценить положение каждого сустава пальца и воссоздать движения пальцев пользователя в виртуальном мире. ^[10] Добавляя устройство отслеживания движения, можно также отображать наклон, рысканье, крен и XYZ-перемещения руки пользователя, (почти) воссоздавая все жесты и позы, выполняемые рукой пользователя в недорогом устройстве.

Современной альтернативой инерционным, оптическим и магнитным технологиям является использование датчиков растяжения. Новозеландская компания StretchSense разработала первую перчатку для захвата движения с датчиком растяжения под названием MoCap Pro. ^[11] на основе силикона Датчики растяжения представляют собой гибкие конденсаторы , которые измеряют растяжение, изгиб, сдвиг и изменения давления. Затем данные можно передать в программные платформы, такие как Unreal Engine , Unity и Maya, для анимации руки виртуального персонажа.

Альтернативы

Альтернативой проводным перчаткам является использование камеры и компьютерного зрения для отслеживания трехмерной позы и траектории движения руки за счет тактильной обратной связи. ^[12]

Академические и исследовательские проекты

Концепция проводных перчаток традиционно популярна в исследовательском и инженерном сообществе. Инженеры продолжают разрабатывать прототипы, в которых используются инновационные сенсорные технологии и архитектуры для достижения цели распознавания жестов. Например, одним из таких проектов является Smart Glove , разработанная в 2009 году тогдашними студентами-электронщиками Арвиндом Раманой, Субраманианом К.С., Сурешом и Шивой. Этот проект представлял собой инновационный дизайн, в котором интересно использовались переключатели на эффекте Холла и изготовленные на заказ самодельные датчики изгиба.

Одним из основных препятствий на пути использования информационных перчаток является пот. ^[13]

См. также

Ссылки

^ «Датаперчатка» . Словарь вычислительной техники . Издательство Оксфордского университета. 2008. ISBN 978-0-19-923400-4 .
^ «Датаперчатка» . Словарь Интернета . Издательство Оксфордского университета. Январь 2009 г. ISBN. 978-0-19-957144-4 .
^ Штурман, диджей; Зельцер, Д. (январь 1994 г.). «Обзор ввода данных в перчатках». IEEE Компьютерная графика и приложения . 14 (1): 30–39. дои : 10.1109/38.250916 . S2CID 7119184 .
^ США 4542291 , «Гибкий оптический датчик», выдан 29 сентября 1982 г.
^ US 4988981B1 , «Компьютерное устройство и метод ввода и обработки данных», выдан 28 февраля 1989 г.
^ США 5097252 , «Датчик движения, который выдает асимметричный сигнал в ответ на симметричное движение», выдан 26 октября 1989 г.
^ «Сделай перчатку с инструментами своими руками» . xspasm.com . Проверено 10 апреля 2018 г.
^ «Игровая перчатка Essential Reality P5» . TheVirtualRealityHQ.com . 3 июня 2016 г.
^ Витор Ф. Памплона, Леандро А. Ф. Фернандес, Жоао Праухнер, Лусиана П. Недель и Мануэль М. Оливейра. Перчатка для обработки данных на основе изображений . Материалы X симпозиума по виртуальной реальности (SVR'2008), Жоау Пессоа, 2008. Материалы SVR 2008, Порту-Алегри: SBC, 2008 , ( ISBN 857669174-4 ). стр. 204–211.
^ ЖирарМациевский1985
^ «Перчатка MoCap Pro SuperSplay» . СтретчСенс . Проверено 27 ноября 2020 г.
^ http://www.robots.ox.ac.uk/ActiveVision/Projects/Human/humanhand.01/index.html ^{[ мертвая ссылка ]}
^ преподобный (11 мая 2017 г.). «VR-перчатки: так хорошо или так плохо?» . Рев VR Studios . Проверено 15 февраля 2019 г.

Внешние ссылки

Интерфейсы ввода в перчатках

[1] «Датаперчатка» . Словарь вычислительной техники . Издательство Оксфордского университета. 2008. ISBN 978-0-19-923400-4 .

[2] «Датаперчатка» . Словарь Интернета . Издательство Оксфордского университета. Январь 2009 г. ISBN. 978-0-19-957144-4 .

[3] Штурман, диджей; Зельцер, Д. (январь 1994 г.). «Обзор ввода данных в перчатках». IEEE Компьютерная графика и приложения . 14 (1): 30–39. дои : 10.1109/38.250916 . S2CID 7119184 .

[4] США 4542291 , «Гибкий оптический датчик», выдан 29 сентября 1982 г.

[5] US 4988981B1 , «Компьютерное устройство и метод ввода и обработки данных», выдан 28 февраля 1989 г.

[6] США 5097252 , «Датчик движения, который выдает асимметричный сигнал в ответ на симметричное движение», выдан 26 октября 1989 г.

[7] «Сделай перчатку с инструментами своими руками» . xspasm.com . Проверено 10 апреля 2018 г.

[8] «Игровая перчатка Essential Reality P5» . TheVirtualRealityHQ.com . 3 июня 2016 г.

[9] Витор Ф. Памплона, Леандро А. Ф. Фернандес, Жоао Праухнер, Лусиана П. Недель и Мануэль М. Оливейра. Перчатка для обработки данных на основе изображений . Материалы X симпозиума по виртуальной реальности (SVR'2008), Жоау Пессоа, 2008. Материалы SVR 2008, Порту-Алегри: SBC, 2008 , ( ISBN 857669174-4 ). стр. 204–211.

[10] ЖирарМациевский1985

[11] «Перчатка MoCap Pro SuperSplay» . СтретчСенс . Проверено 27 ноября 2020 г.

[12] ttp://www.robots.ox.ac.uk/ActiveVision/Projects/Human/humanhand.01/index.html ^{[ мертвая ссылка ]}

[13] преподобный (11 мая 2017 г.). «VR-перчатки: так хорошо или так плохо?» . Рев VR Studios . Проверено 15 февраля 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]