標準のLCDモニターを5ドルの壁掛けセンサー付きタッチスクリーンに変える

タッチスクリーンではないDellモニターでのuTouchのフルハンドジェスチャー

ワシントン大学の適切な名前のユビキタスコンピューティングラボの研究者は、壁に差し込む5ドルのセンサーといくつかの巧妙なソフトウェアを使用するだけで、住宅のLCDモニターをタッチスクリーンに変えることができます。

uTouchと呼ばれるこの技術は、手がLCDモニターに近づいたり触れたりしたときに発生する電磁干渉(EMI)を測定することで機能します。これは少しおかしく聞こえるかもしれませんが、説明します。基本的に、家の中の電線を流れる電気には、独特の電磁的特徴があります。電力会社と近くの変電所から提供される「搬送波」があり、その途中で1つ1つのキンクとスイッチにより、EM署名が非常にユニークになるまで変調されます。ただし、ほとんどの人が気づいていないのは、壁のコンセントに接続されているすべてのデバイスもEM署名を変更することです。テレビは家から電力を吸い込むだけではありません。それは双方向の通り道であり、テレビの電子コンポーネントが家のEM署名を変える干渉を生み出しています。



標準のLCDモニターにタッチイベントを示すEMIノイズグラフ

標準のLCDモニターにタッチイベントを示すEMIノイズグラフ



これで、EMIセンサーを壁のコンセントに差し込むことで、家のEM署名を読み取ることができます。聞き続ければ、 変化 署名。デバイスのスイッチをオンまたはオフにすると明らかな変化が生じますが、手をLCDモニターに近づけるだけで家のEM署名が変わることも判明しました。ちょっと信じられないかもしれませんが、家の反対側にあるセンサーが1本の指でLCDモニターに向かっていることを検知できますが、それはまさにワシントン大学の研究者が達成したことです。

はどうかと言うと どうやって 指がLCDモニターに近づいたり触れたりすると、EMIがさらに発生します。簡単な答えは、通常のタッチスクリーンの動作と非常に似ています。基本的に、すべてのLCDモニターには、すべてのピクセルに接続された大規模なワイヤーマトリックスがあります。これらのピクセルは、モニターの行レートで指定された速度で行ごとに更新されます。行レートは、非常に特定の周波数(たとえば60KHz)で発振する行ドライバーによって生成されます。何かが行のワイヤーに触れたり、それらに近づいたりすると、静電容量(電圧)が変化します。 Galaxy S4のFloating Touch機能。この静電容量により、モニターの行ドライバーはより強く働き、その特定の(60KHz)周波数でより多くのEMIを生成します。



巧妙なソフトウェアを実行しているPCに接続されている5ドルのセンサーを使用して、ワシントン大学の研究者は、5つの異なるジェスチャー(フルハンドタッチ、5本指タッチ、画面上でのホバリング、プッシュ、プル)を識別できます。上のビデオを見るとわかるように、多少の遅延はありますが、システムは非常に使いやすくなっています。平均検出率は96.4%です。それは高くなりますが、検出が難しいホバーとプッシュジェスチャーはそれを下にドラッグします(LCDモニターから数インチ離れたところに置かれた手によって引き起こされるEMIはほとんど無限大です)。

2年前、同じ研究グループが同じ技術を使用してCFL電球を近接センサーに変えました。繰り返しになりますが、信じがたいことですが、部屋に入ると、CFL電球内部の配線がわずかに変化し、家の電力線にEMIが検出されます。このシステムは、 光波(PDF)、CFL電球の近くで行われた手のジェスチャーも検出できます。

名前が示すように、ユビキタスコンピューティングラボの最終的な目標は、私たちの周りのすべてのものをインタラクティブにする安価で簡単な方法を見つけることです。 uTouchテクノロジーは、標準のデスクトップモニターやラップトップではおそらく使用されませんが、リビングルーム、商業スペース、および博物館で、タッチスクリーンに変えることができる大型の高価なディスプレイで役立つ可能性があります。方程式にLightWaveを投入すると、ばかで非インタラクティブな空間が突然、豊かにインタラクティブになることを想像するのは簡単です。残念なことに、ユビキタスコンピューティングラボはuTouchの商用化を意図していませんが、共著者のSidhant Guptaは次のように述べています。 技術レビュー 5ドルのセンサーは既製の部品を使用し、アルゴリズムは紙に含まれているので、uTouchシステムを再作成するのはあなた(または営利団体)にとってかなり簡単です。

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