Mit einem Wink zum nächsten TV-Kanal
Forscher aus ganz Europa haben sich mit traditionellen Fernbedienungen befasst und einen Sensor in der Größe einer Armbanduhr entwickelt, der die 3D-Bewegung der Hand verfolgen und mit dem der Benutzer jedes Gerät aus der Ferne steuern kann. Die Forscher glauben, ihr Gerät könnte TV-Fernbedienung und Spiele-Controller ersetzen, und sogar das Handy - mit nur einem Wink - steuern. Ihr Steuergerät, "Digits", wurde auf dem 25. Symposium der Vereinigung für Rechnermaschinen über Anwendersoftware und Technologie (Association for Computing Machinery Symposium on User Interface Software and Technology, ACM UIST) vorgestellt. Ihre Erfindung stellt einen entscheidenden Durchbruch dar, da sie zum ersten Mal 3D-Interaktionen ermöglicht, ohne an eine beliebige externe Hardware gebunden zu sein. Digits kartiert Fingerbewegung und Orientierung und gibt dem Benutzer eine Fernbedienung jederzeit und überall an die Hand, so die Entwickler. Man kann sogar sein Telefon beantworten, wenn es noch in der Tasche ist und man sich auf der Straße befindet. Entwickelt wurde Digits von David Kim, einem Doktorand vom Culture Lab der Universität Newcastle, der von Microsoft Research (MSR) finanziell unterstützt wurde, Otmar Hilliges, Shahram Izadi, Alex Butler und Jiawen Chen von MSR Cambridge; Iason Oikonomidis von der griechischen Stiftung für Forschung und Technologie und Professor Patrick Olivier vom Culture Lab der Universität Newcastle. "Der Digits-Sensor ist von keiner externen Infrastruktur abhängig und somit vollständig mobil", erklärt David Kim. "Das heißt Benutzer sind nicht an einen festen Platz gebunden. Sie können interagieren, während sie sich von Raum zu Raum bewegen oder sogar die Straße hinunterlaufen. Digits führt 3-D-Interaktion aus dem Wohnraum hinaus." Um sein Ziel zu erfüllen, musste Digits leicht sein, einen geringen Stromverbrauch haben und das Potenzial, so klein und komfortabel zu sein wie eine Uhr. Gleichzeitig wollten die Forscher, dass Digits eine Menge leistet, wie Gesten zu erspüren und die menschliche Hand zu verstehen, von der Gelenk-Richtung bis zum Winkel jedes Fingergelenks, sodass die Interaktion nicht auf 3D-Punkte im Raum beschränkt ist. Digits musste verstehen, was die Hand versucht auszudrücken, auch wenn sie in der Tasche steckt. David Kim fügt hinzu: "Wir brauchten ein System, das natürliche 3D-Interaktionen mit bloßen Händen aktiviert, welches aber genauso flexibel und genau ist wie ein Datenhandschuh. Wir wollten, dass die Anwender spontan mit einfachen Gesten mit ihren elektronischen Geräten interagieren können, ohne nach ihnen greifen zu müssen. Können Sie sich vorstellen, wie viel einfacher es wäre, wenn Sie einen Anruf beantworten könnten, während sich das Handy noch in der Hosentasche befindet oder tief in der Tasche vergraben liegt?" Ihr Prototyp, den sie auf der renommierten Konferenz IACM UIST 2012 präsentierten, umfasst eine Infrarot (IR)-Kamera, IR-Lasergenerator, IR diffuse Beleuchtung und eine inertiale Messeinheit (IMU). Shahram Izadi erläutert die Herausforderungen, die sie zu überwinden hatten, wie die Extrapolation natürlich aussehender Handbewegungen aus einem spärlichen Abtasten der wichtigsten Punkte, die durch die Kamera erfasst werden. "Wir mussten unsere eigenen Körperteile zunächst verstehen, bevor wir ihre Funktionsweise mathematisch formulieren konnten", erklärt Shahram Izadi. "Wir verbrachten Stunden damit, nur auf unsere Finger zu starren. Wir lasen Dutzende von wissenschaftlichen Arbeiten über die biomechanischen Eigenschaften der menschlichen Hand. Wir haben versucht, diese fünf Punkte mit der hochkomplexen Bewegung der Hand zu korrelieren. Tatsächlich haben wir jedes kinematische Modell etwa drei-oder viermal neu geschrieben, bis wir es richtig verstanden hatten." Das Team ist sich einig, dass der spannendste Moment des Projekts da war, als die Teammitglieder erkannten, dass die Modelle funktionieren würden. "Am Anfang ging die virtuelle Hand immer wieder kaputt und brach zusammen. Das war immer sehr schmerzhaft zu sehen", so David Kim. "Dann, eines Tages, vereinfachten wir das mathematische Modell radikal, und plötzlich verhielt es sich wie eine menschliche Hand. Es fühlte sich absolut surreal und immersiv an, wie im Film Avatar. Dieser Moment hat uns einen großen Impuls gegeben!" Digits ist nur die Spitze des Eisbergs. Die Forscher fahren mit ihren Experimenten fort, um ihre Erfindung weiterzuentwickeln. "Indem wir verstehen, wie ein Teil des Körpers funktioniert und wissen, welche Sensoren zu verwenden sind, um einen Schnappschuss zu erfassen, bietet Digits einen überzeugenden Blick auf die Möglichkeiten, die sich durch die Öffnung der vollen Ausdruckskraft und Fingerfertigkeit eines unserer Körperteile für die mobilen Mensch-Computer-Interaktion bieten."Weitere Informationen sind abrufbar unter: Newcastle University http://www.ncl.ac.uk/ 25th Association for Computing Machinery Symposium on User Interface Software and Technology http://www.acm.org/uist/uist2012/
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