눈을 껌벅이는 동작으로 가전제품 켜기와 끄기

생각해보라, 눈을 깜박이면 전등이 켜지고 다시 깜박이면 꺼지는 등, 중국 과학자들이 근일 일종 신형 센서를 발명했다는 보고를 제출했다고 7월 29일 신화사가 보도했다.

안경 위에 부착한 이러한 센서는 눈의 윙크 동작을 탐지할 수 있어 ‘윙크’즉 눈을 깜박하는 순간 가전제품 개폐 등 일상생활임무 집행이 현실로 될 수있게 됐다.

“이 기술은 ‘세번째 손’이라고 할 수 있다.”고 연구 책임자의 한명인 후천궈(胡陈果) 충칭대(重庆大学) 교수가 신화사 기자의 취재에서 말했다.

그녀는 만일 정상적인 사람의 두 손을 점용하면 이 신형의 인간과 기계의 상호교류 방식으로 신변의 전자시설을 통제할 수 있어 냉동증 등 질병으로 활동능력을 상실한 환자도 마찬가지로 도움을 받을 수 있다고 말했다. 미래에 또 이러한 센서를 인체의 여러 부위에 설치하여 스마트 로봇을 조종할 수도 있다. 

후천궈 외 충칭대의 푸센제(蒲贤洁), 궈헝위(郭恒宇) 및 중국 과학원 베이징 나노미터 에너지연구소의 왕중린(王中林)등 교수들도 이 연구에 참여했으며 논문은 최신 미국 ‘과학발전(Science Advances)’잡지에 발표됐다.

후천궈의 소개에 따르면 전통적 인간과 기계간 상호 교류시스템은 눈 깜박 동작을 탐지할때 주로 탐지하게 되는 것은 체표의 미약한 생물 전기 신호이지만 그들은 최근연간 인기있는 마찰나노 미터 발전기술을 이용해 설계한 신형 센서로서 이 센서가 탐지하는 것은 눈을 깜박일때 유발하는 태양혈 부근 피부의 미약한 운동이다.

이는 민감도가 매우 높으며 전통적인 탐지 방법에 비해 더욱 양호한 내구성과 안정성을 구비하고 있다. 

그녀는 이 센서는 상하 두층의 박막으로 구성되고 중간에 일정한 간격이 있다고 해석했다. 센서는 안경다리에 설치하고 눈초리 부근의 피부와 접촉하는데 눈이 깜박일때 눈초리 주위 피부에서 미소한 운동이 발생하여 두층의 박막이 접촉을 하게 하며 윙크가 끝난후 눈을 뜨면 두 층의 박막이 분리된다.

박막 뒷면에는 한층의 전도층을 설치하여 눈 윙크와 대응하는 펄스전기 신호를 수출하게 된다.

테스트 결과에 따르면 이 펄스전기 신호 수출이 강약과 윙크의 강도가 속도와 직접 관계된다. 의식적인 윙크와 비효해 무의식 윙크는 비교적 가벼고 펄스 신호가 약하므로 양자를 쉽게 구분할 수 있다.

이 설계는 윙크를 통해 전자 시설 스위치를 통제할 수 있을 뿐만 아니라 또 가상적인 인간과 기계간 상호교류 경계면에서 입력을 진행할 수 있다. 예를 들면 영어 단어와 공백부호를 타이핑하여 문장을 구성한다. 이 센서의 지극히 높은 민감성과 안정성때문에 이 임무 완성 정확도가 매우 높다. 

후천궈는 향후 윙크 입력법 시스템을 진일보 개진하고 이 방법으로 중, 영어문 전환, 숫자 및 문장부호 입력 등을 포함한모든 문장도 모두 입력할 수 있게 할 계획이라고 말했다. 그리고 또 입력법을 결합해 상용단어를 자동적으로 연관시켜 현재 사람들이 보통 컴퓨터 키보드에서 조작하는 것과 하게 된다.

그외 연구원들은 또 두눈의 윙크의 조합 형식을 통해 스마트 시설 조종 등 더욱 복잡한 응용을 실현할 계획이다.

후천궈는 감각기관을 통제하는 인간과 기계간 상호 교류는 사람과 외계시설간 새로운 자연 교류 경로를 설립하여 사람들의 생활품질 제고에 유리하게 할 것이라고 말했다.

이 임무는 ‘윙크를 통한 전자 시설 통제가 실험실을 걸어나와 우리의 일상생활에로 나아가게 하는 것’이다.

想象一下，眨眨眼睛，电灯打开；再眨眨眼睛，电灯关闭……中国科学家近日报告说设计出一种新型传感器，可附在眼镜上探测眨眼动作，从而使“眨眼”之间完成开关家用电器等日常任务成为现实。

“该项技术可以被认为拥有了‘第三只手’。”研究负责人之一、重庆大学胡陈果教授告诉新华社记者。她说，如果正常人的双手被占用，可使用这种新型人机交互方式控制身边的电子设备，因渐冻症等疾病而失去活动能力的患者同样能从中受益，未来还将探索把这种传感器安装在人体的不同部位，尝试以此操控智能机器人。

除了胡陈果外，重庆大学蒲贤洁、郭恒宇以及中国科学院北京纳米能源所王中林教授等人参与研究，论文发表在新一期美国《科学进展》杂志上。

据胡陈果介绍，传统人机交互系统在探测眨眼动作时，主要探测的是极为微弱的体表生物电信号，而他们利用近年来热门的摩擦纳米发电技术设计出新型传感器，探测的是眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动，不仅灵敏度极高，并且相对于传统探测方法还具有更好的耐久性和稳定性。

她解释说，该传感器由上下两层薄膜构成，中间有一定间隔。传感器装在眼镜腿上，接触眼角附近的皮肤。当眼睛眨动，眼角周围皮肤产生微小运动，会使两层薄膜产生接触；眨完眼后眼睛睁开，两层薄膜就会分离。在薄膜背面制备一层导电层，就可产生与眨眼对应的脉冲电信号输出。

测试结果表明，该脉冲电信号的输出强弱与眨眼的力度和快慢有直接关系。与有意识眨眼相比，无意识眨眼比较轻微，脉冲信号强度小，所以两者较易区分。

该设计除了能够实现通过眨眼来控制电子设备的开关，还能在虚拟打字人机交互界面上进行输入，比如打出英文单词和空格符号，组成句子。由于该传感器的极高灵敏度和稳定性，完成这些任务的准确性很高。

胡陈果说，今后计划进一步改进眨眼输入法系统，争取能通过这种方式输入任意语句，包括进行中英文的切换，输入数字以及标点符号，还可结合输入法自动关联常用词组，就像现在人们在普通电脑键盘上能做的那样。此外，研究人员也希望能通过两眼眨动的组合形式，实现诸如遥控智能设备等更为复杂的应用。

胡陈果指出，感官控制的人机交互可以在人和外界设备之间建立新的自然交流途径，有利于提高人们的生活品质，而这项工作“使得通过眨眼来控制电子设备有希望从实验室走向我们的日常生活”。

/新华网