Google開發了新的電子紡織物HSM,將互動操作帶入軟裝置中,在最新的研究展示,使用者只要用手指搓或是輕捏軟線,就能控制手機以及智慧家庭裝置的音樂播放,而細繩上的光纖,也會根據用戶的操作給予即時的視覺回饋。Google表示,這種新的紡織材質可以改善智慧衣物的使用者介面,讓穿戴裝置提供更多樣的互動操作方法。

Google提到,消費型裝置應用不少紡織物,像是用來包覆智慧音響的布料,以及編織的耳機線,由於技術的進步,這些紡織材料已經可以有感測以及顯示的功能。Google便將這項技術應用到細繩(Cord)上,細繩通常會出現在服裝上的拉繩,以及用作跨消費型裝置上的資料和電源連接線材,而Google利用細繩重複的矩陣拓樸結構,將手勢偵測和視覺回饋功能整合在一條細繩上,讓使用者可以更方便地控制各種裝置。

編織物通常由三股或是多股材料按規則交織在一起,雖然目前已經有利用電容感應,讓細繩具備基本的觸摸手勢偵測功能,但是這種方法提供的控制形式有限,而Google開發出了一種稱為螺旋感應矩陣(HSM)的編織物,可以實現更大的手勢空間。

HSM是由被絕緣體包覆的導電紡織線,和支撐紡織線構成的編織物,其中相反方向的導電紡織線具有發送和接受電極的功能,HSM的電容耦合由用戶手指在細繩上操作控制,而且因為編織模式在細繩上不斷重複,因此在細繩上任何位置都可以偵測到這些互動操作。HSM採用特殊的編織方法,在HSM受到捏或是搓等操作時便會啟動電極,因此追蹤電極變化,就能知道使用者的手勢。

由於剛性材質可能會因柔軟性和延展性不足,限制了互動方式,而相對起來,HSM則可以提供更靈活的觸碰操作方法,HSM的操作姿勢有運動手勢以及抓取兩類,運動手勢像是搓、滑動和輕拂等,而抓取則包含捏、抓和拍,這些簡單的手勢,可以讓用戶做出單個離散手勢或是執行連續的操作,而裝置和細繩光纖也會提供視覺、觸覺或是聽覺回饋。

Google找來了12位參與者,以建立機器學習訓練資料,每個參與者分別執行8個手勢重複9次,總共收集了864個手勢樣本,由於Google想要讓機器學習模型適應個體差異,因此參與者都以自己的想法執行這8個手勢,不過針對一些有順時鐘和逆時鐘差異的動作則需要進一步定義。最後Google經重複訓練以及交叉驗證,讓模型能夠以94%的精確度辨識手勢。

目前Google開發了HSM原型,分別是耳機線、帽T拉繩以及麥克風線,使用者可以輕捏耳機線暫停和播放音樂,捏耳機線兩次則是下一首,搓耳機線則能夠調整聲音大小,而HSM也可被用於操作智慧音響,讓用戶透過滑動和拍擊來操作音樂播放。

經過Google定量分析,發現HSM具有優秀的操作性,其扭轉的速度可以比現有的耳機按鈕控制還快,相當於觸控螢幕可提供的操控速度,而且比起一般的耳機控制方法,HSM的操控方法更受歡迎。和剛性輸入裝置相比,電子紡織物的感應更為敏感,Google提到,這可以歸功於HSM的操作方式,因為使用者可以在細繩的任一部分,快速或是緩慢的扭轉,動作皆為對稱且可逆的,而在傳統的手機按鈕,用戶需要找到位置,並且需要為了操作改變握法,按錯按鈕的成本相對較高。


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