Interaktives Systems erspürt Berührung und Gesten auf jeder Oberfläche

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Menschen können ihre Finger – und Hände – mit einem neuen berührungssensitiven System sprechen lassen, das auf Wände und andere Oberflächen projiziert und den Anwendern erlaubt, untereinander und mit ihrer Umgebung zu interagieren. Die Lösung identifiziert die Finger der Hand einer Person, während diese jede beliebige ebene Oberfläche berühren. Sie erkennt auch Handhaltung und Gesten, die für jeden Anwender individuell charakteristisch sind.


“Stellen Sie sich gigantische iPads vor, überall, an jeder Wand in Ihrem Haus oder Büro, auf jeder Arbeitsfläche in der Küche“, sagt Niklas Elmqvist, Assistant Professor of Electrical and Computer Engineering an der Purdue University. „Sie können jede Oberfläche verwenden, sogar solch eine dumme physikalische Oberfläche wie Holz. Sie müssen keine teuren LED-Displays und berührungssensitive Screens installieren.“


Das neue erweiterte Multitouch-System ermöglicht mehr als einer Person zur gleichen Zeit die Oberfläche zu nutzen und erlaubt es, beide Hände zu verwenden, wobei rechte und linke Hand unterschieden werden.


Untersuchungen zeigen, dass das System zu 98 Prozent richtig liegt, was das Bestimmen der Handhaltung angeht. Das ist entscheidend für das Erkennen von Gesten und das Ausführen von Befehlen. Die Technologie biete vielfältige Einsatzmöglichkeiten, sagt Karthik Ramani, Donald W. Feddersen Professor für Mechanical Engineering an der Purdue University. Das System eignet sich für jede beliebige Oberfläche in Innenräumen, zum Beispiel für die Arbeit an Designkonzepten oder für Schulungen.


Die Erkenntnisse finden sich in detaillierter Form in einem Research Paper, das in dieser Woche während des Association for Computing Machinery Symposium on User Interface Software and Technology (ACM UIST 2012) in Cambrigde, Mass. vorgestellt wird.


Das System nutzt die Microsoft Kinect Kamera, die den dreidimensionalen Raum erfasst. Auf eine beliebige Oberfläche wird ein Screen projiziert, und die Kamera erkennt, wo sich die Hände befinden und welche Finger die Oberfläche berühren. Sie verfolgt Gesten und erkennt, ob mehr als eine Person zu gleichen Zeit beschäftigt ist. Die Kinect Kamera erfasst die Raumtiefe und macht es auf diese Weise möglich, zu sehen, wie weit jedes 3D-Pixel von der Kamera entfernt ist. Die Forscher haben die Kamera mit einem neuen Computermodell der Hand zusammengebracht. So lassen sich unterschiedliche Teile der Hand oder der Finger isoliert betrachten und ihre Entfernung zur Oberfläche feststellen. Es ist möglich zu sehen, welche Finger die Oberfläche berühren. Man könnte, so Elmqvist, ein Menü aufrufen, indem man die Hand über der Oberfläche positioniert. Die mit dem Handmodell gekoppelte Kamera erlaubt es dem System, das Zentrum jeder Hand zu lokalisieren. Das ist notwendig, um Gesten zu bestimmen und zwischen rechten und linken Händen zu unterscheiden. Die Wissenschaftler haben verschiedene Anwendungen ausprobiert, darunter eine, die es ermöglicht, eine Skizze zu zeichnen und diese dann mit den Händen abzuändern.


Das Konzept wurde in zwei Anwenderstudien getestet, eine mit 14 Freiwilligen und eine weitere mit neun. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die angezeigten Features nicht kleiner als 18 Millimeter sein sollten. Aus der anderen Studie hat sich ergeben, dass das System Handhaltung und ob die rechte oder die linke Hand verwendet wird, zuverlässig erkennt.


Das Bild zeigt, wie die Finger und Hände im neuen, auf Berührung reagierenden System berechnet werden. Bild: Purdue University

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