想要精确捕捉手部动作？戴上这副神奇的手套就OK了

人类的手非常复杂，它们是一个由屈肌、伸肌和感觉功能组成的系统，也是我们操作物体以及与他人交流的主要手段。实时捕捉交互式的手部动作并获得真实的结果一直是计算机信息处理领域中备受关注的问题。对于游戏、增强和虚拟现实领域，机器人和生物医学产业等来说，精确捕捉手部动作非常重要。

近日，来自瑞士苏黎世联邦理工学院和美国纽约大学的一个国际计算机科学家团队在这一领域获得了新的进展：他们开发出了一种对用户友好的拉伸传感数据手套，可以更精确地捕捉实时、交互式手部动作。

瑞士苏黎世联邦理工学院的Oliver Glauser、吴士豪（音译）、Otmar Hilliges、Olga sorkin - hornung和纽约大学的Daniele Panozzo等研究团队将于2019年7月28日至8月1日在洛杉矶举行的SIGGRAPH上展示他们的创新手套。这个一年一度的聚会聚集了世界领先的专业人士和学者，展示他们在计算机图形学和交互技术前沿的创造性思维。

研究人员表示，这种拉伸传感手套的主要优势在于，它们不需要任何基于摄像头的装置，也不需要任何额外的外部设备，而且只需要很少的校准就可以实时跟踪手部的动作。

“据我们所知，我们的手套是第一款完全基于拉伸传感器的精确的手部捕捉数据手套。”这项研究的主要作者之一、苏黎世联邦理工学院的博士生Glauser说：“虽然我们在手套的内部放置了44个传感器，但它依然又软又薄，戴起来很舒服，也不显眼，而且用实验室中常见的工具就能够以低成本制作出来。”

在这项工作中，研究者解决了一些阻碍，比如在各种环境和设置中实时捕捉手部运动，以及只使用对用户友好的设备和易于学习的设置方法。在他们的展示下可以看到，即使用户拿着一个物体，以及在低光照条件下，该拉伸传感软手套也能够成功地实时精确计算手部的动作。

材料方面，研究人员使用了一种硅胶，并在手套上安装了44个拉伸传感器。为了从传感器读数重建手部动作，研究人员使用了一个利用传感器本身布局的数据驱动模型。该模型只训练了一次；为了收集训练数据，研究人员还使用了一种相对更便宜的、现成的手部姿势重建系统。

在这项研究中，他们将传感器手套的精度与两种最先进的商用手套产品进行了比较。除单手动作，研究人员设计的新型拉伸传感手套在每次交互动作下的误差都最低。

在未来的工作中，该团队打算探索如何使用类似的传感器方法来跟踪整个手臂，从而获得手套的整体位置和方向。目前，研究人员已经制造出了中等大小的手套，他们希望将其扩展到其他尺寸和形状。

Glauser指出：“这是一个已经得到充分研究的问题，但我们找到了新的方法，在设计和数据驱动模型中使用了传感器。这项工作令人兴奋的地方还在于研究这个问题的多学科性质。它需要来自各个领域的专业知识，包括材料科学、制造、电气工程、计算机图形学和机器学习。”

原创编译：Max 审稿：三水 责编：张梦

原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-07/afcm-sgc072319.php

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