中新網(wǎng)北京7月24日電 (記者 孫自法)國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》北京時(shí)間7月23日夜間在線發(fā)表一篇技術(shù)研究論文透露，研究人員開發(fā)出一款手腕佩戴裝置(手環(huán))，能讓用戶通過手寫動(dòng)作這類手勢(shì)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。

這種手環(huán)裝置能將手腕處肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)指令，同時(shí)無需個(gè)性化校準(zhǔn)或侵入性手術(shù)，從而助力讓人類與計(jì)算機(jī)的交互更絲滑，擴(kuò)大可及性規(guī)模。

本項(xiàng)研究的手環(huán)及其神經(jīng)運(yùn)動(dòng)界面展示(圖片來自meta現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室)。施普林格·自然 供圖

該論文介紹，人類與計(jì)算機(jī)和手機(jī)這類技術(shù)裝置的傳統(tǒng)交互方式，需要使用鍵盤、鼠標(biāo)和觸屏這類輸入設(shè)備進(jìn)行直接接觸。這類交互具有局限性，尤其是在“移動(dòng)場(chǎng)景”(on-the-go)下。

在本項(xiàng)研究中，美國meta公司現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室一支研究團(tuán)隊(duì)利用數(shù)千名受試者的訓(xùn)練數(shù)據(jù)開發(fā)出一個(gè)高靈敏度手環(huán)，能探測(cè)手腕處肌肉的電信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)信號(hào)。他們隨后利用深度學(xué)習(xí)創(chuàng)建了泛型解碼模型，該模型無需個(gè)體校準(zhǔn)就能準(zhǔn)確翻譯不同的用戶輸入。與其他深度學(xué)習(xí)域一致，該解碼模型的性能表現(xiàn)出尺度定律，即性能隨模型架構(gòu)擴(kuò)大和數(shù)據(jù)增加而優(yōu)化。研究團(tuán)隊(duì)還展示了如果根據(jù)特定個(gè)體數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化，性能就可進(jìn)一步提升。因此，尺度定律和個(gè)性化的結(jié)果，為打造具有廣泛應(yīng)用的高性能生物信號(hào)解碼器指明了方向。

最新研發(fā)的該款手環(huán)裝置利用藍(lán)牙接收器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，能識(shí)別實(shí)時(shí)手勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一系列計(jì)算機(jī)交互的省力操控。這些操控可用于完成虛擬導(dǎo)航和選擇任務(wù)，以及每分鐘20.9個(gè)單詞的手寫文本輸入(手機(jī)鍵盤打字速度平均為每分鐘36個(gè)單詞)。

研究團(tuán)隊(duì)指出，他們的神經(jīng)運(yùn)動(dòng)手環(huán)為身體機(jī)能各異的人士提供了一種可穿戴的計(jì)算機(jī)通信方式。神經(jīng)運(yùn)動(dòng)接口很適合進(jìn)一步研究，以探索該技術(shù)的可及性應(yīng)用，如改善行動(dòng)力下降、肌無力、手指截肢、癱瘓等人群與計(jì)算機(jī)的交互。

為推動(dòng)今后對(duì)表面肌電信號(hào)(sEMG)和表面肌電信號(hào)模擬在更大群體中的研究，研究團(tuán)隊(duì)還在本次發(fā)表的論文中公開發(fā)布了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其中包含來自300受試者對(duì)全部三項(xiàng)任務(wù)的逾100小時(shí)的表面肌電信號(hào)記錄。(完)