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Mittwoch, 13.12.2017
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Gestensteuerung für Smartwatches

Dank neuer Technik lassen sich die Uhren einfacher bedienen - ohne sie zu berühren

Sensoren erfassen Fingerbewegung: Ein neuentwickeltes System für Smartwatches erkennt die Position unserer Finger über der Uhr. So können wir mit einfachen Gesten auf dem Handrücken oder in der Luft darüber durch Menüs navigieren. Kleine Displays und schwer zu treffende Schaltflächen im Touchscreen sind damit kein Problem mehr, wie die Forscher erklären.
Die neue Eingabemethode erfasst die Bewegungen von Daumen und Zeigefinger auf dem Handrücken und im Luftraum darüber.

Die neue Eingabemethode erfasst die Bewegungen von Daumen und Zeigefinger auf dem Handrücken und im Luftraum darüber.

Minicomputer in Uhrenform, die Smartwatches, gelten als Revolution am Handgelenk. Sie können unseren Schlaf überwachen oder zeichnen unsere sportlichen Aktivitäten auf. Auch Musik, E-Mails oder Messages können über sie gesteuert und abgerufen werden, indem die Uhr sich mit dem Handy synchronisiert.

Allerdings lassen sich viele dieser Smartwatches bisher nur umständlich bedienen, da ihre Eingabefläche sehr klein ist. Um dieses Problem zu lösen, hat Srinath Sridhar vom Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken zusammen mit Kollegen aus Finnland und Dänemark die Technologie für eine neue Eingabemethode entwickelt.

Fingertracking per Kamera


Die Forscher konstruierten eine spezielle Kamera und Software, die Bewegungen im dreidimensionalen Raum erkennt. An Hardware setzt der Prototyp, den die Forscher auf den Namen "WatchSense" getauft haben, lediglich einen Tiefensensor voraus, eine kleinere Version des Sensors, wie man ihn von der Spielesteuerung von Videospielkonsolen kennt. Beim Prototyp wird dieses Sensorpaket noch etwa 20 Zentimeter neben der Uhr am Unterarm befestigt. Die Kamera kann so den Bereich rund um die Uhr optisch erfassen.


Wenn ein Finger den Handrücken berührt, wird dies von dem System erkannt.

Wenn ein Finger den Handrücken berührt, wird dies von dem System erkannt.

Dabei kann die Kamera nach Angaben der Forscher nicht nur auf 15 Millimeter genau verfolgen, wo sich die Finger über der Uhr befinden. "Das Wichtigste ist, dass wir die Finger nicht nur erkennen, sondern auch unterscheiden können", erklärt Sridhar. "Das hat zuvor kein tragbarer Prototyp gekonnt. Wir schaffen es nun sogar in Echtzeit."

Das System unterscheidet auch, ob die Finger in der Luft sind oder den Handrücken neben der Uhr berühren. So macht es den Handrücken zum Touchpad und ermöglicht klassische Befehle wie Scrollen oder Zoomen. Trotz der veränderlichen Unebenheiten der Oberfläche liege die Genauigkeit beim Erkennen der Druckpunkte bei zehn Millimetern, berichten die Wissenschaftler.

Neue Formen der Interaktion


Mit ihrem Prototyp haben die Forscher bereits belegt, dass die Bedienung im Luftraum über der Uhr funktioniert. So konnten Testteilnehmer in einem Musikprogramm Befehle wie "Lautstärke erhöhen" oder "Lied wechseln" über die neue Gestensteuerung schneller ausführen als mit einer herkömmlichen App. Auch das Navigieren in einer digitalen Landkarte oder die Interaktion mit Objekten in der virtuellen Realität sei in Versuchen problemlos möglich gewesen, führen die Wissenschaftler aus.

Sridahr sieht ein enormes Potenzial in der Technologie, die auch für Smartphones und Tablets neue Möglichkeiten verspricht: "Smartphones können zwar mit einem oder mehreren Fingern auf dem Display bedient werden, sie nutzen aber nicht den Raum darüber. Kombiniert man beides, kann man bisher unmögliche Interaktionsformen erschaffen."


Kleinere Sensoren direkt in der Uhr?


Nachdem die Forscher gezeigt haben, dass diese Form der Gestensteuerung funktioniert, wollen sie nun die Sensoren weiter verbessern und verkleinern. "Die aktuell erhältlichen Tiefensensoren passen zwar noch nicht in eine Smartwatch, aber der Trend geht ganz klar dahin, dass in naher Zukunft kleinere Tiefensensoren in die Smartwatches integriert werden", erläutert Sridhar.

Weil sich das neuartige Eingabekonzept in ersten Tests als benutzerfreundlich erwiesen hat, gibt sich der Forscher optimistisch: "Wir brauchen so etwas wie WatchSense, wenn wir unterwegs produktiv sein wollen, also etwa auf dem Fußweg zur Arbeit noch schnell eine Nachricht versenden möchten. WatchSense ermöglicht erstmals echte 'interaction on the move'." (Proceedings of the 2017 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 2017; doi: 10.1145/3025453.3026005)
(Universität des Saarlandes, 04.05.2017 - CLU)
 
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