無(wú)需電池的眼動(dòng)追蹤設(shè)備？最新款A(yù)R眼鏡

• 2018年11月9日 YangJinZhu來(lái)源：87870 344 15
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  投資與產(chǎn)出不成正比，移動(dòng)通信企業(yè)如何做出正確的投資規(guī)劃和戰(zhàn)略選擇？

  區(qū)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃是地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，是各級(jí)政府部門(mén)發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)的“路線(xiàn)圖”，對(duì)于區(qū)域發(fā)展規(guī)劃來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于一張藍(lán)圖對(duì)一個(gè)建筑物的重要性，有了這張“藍(lán)圖”，區(qū)域才能在有規(guī)劃有計(jì)...

眼動(dòng)追蹤技術(shù)通過(guò)追蹤人體眼球運(yùn)功，來(lái)識(shí)別用戶(hù)所處的環(huán)境，預(yù)測(cè)用戶(hù)的需求及狀態(tài)，并進(jìn)行響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)用眼睛控制設(shè)備、完成一些操作。目前，許多VR/AR設(shè)備都支持眼動(dòng)追蹤技術(shù)，為用戶(hù)帶來(lái)更自然的交互體驗(yàn)。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)通過(guò)追蹤人體眼球運(yùn)功，來(lái)識(shí)別用戶(hù)所處的環(huán)境，預(yù)測(cè)用戶(hù)的需求及狀態(tài)，并進(jìn)行響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)用眼睛控制設(shè)備、完成一些操作。目前，許多VR/AR設(shè)備都支持眼動(dòng)追蹤技術(shù)，為用戶(hù)帶來(lái)更自然的交互體驗(yàn)。

近日，達(dá)特茅斯學(xué)院DartNets實(shí)驗(yàn)室的科研人員在印度新德里舉行的MobiCom 2018大會(huì)上展示了他們新研發(fā)的AR眼鏡。這款設(shè)備能夠精準(zhǔn)追蹤眼球運(yùn)動(dòng)，且不需要用戶(hù)手動(dòng)發(fā)出指令即可作出響應(yīng)。這將優(yōu)化用戶(hù)對(duì)游戲和應(yīng)用的控制，還能夠顯示更高清的畫(huà)面。

更為特別的是，這個(gè)模組通過(guò)優(yōu)化眼球追蹤方案，大幅度減少了能耗，只需要配備兩片薄太陽(yáng)能電池板就能為模組供電。同時(shí)這也大大降低了成本和功耗。

現(xiàn)有眼動(dòng)追蹤儀存在哪些短板？

游戲等人機(jī)交互方式對(duì)輸入方式的精準(zhǔn)度要求很高，對(duì)眼動(dòng)追蹤更是如此，其精準(zhǔn)度必須達(dá)到亞毫米級(jí)別。理想的追蹤設(shè)備應(yīng)該具備便攜、省電、充電次數(shù)少等特點(diǎn)，而目前市面上的技術(shù)還達(dá)不到這些要求。

據(jù)達(dá)特茅斯研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，現(xiàn)有的眼動(dòng)追蹤儀的短板在于無(wú)法在精準(zhǔn)追蹤的同時(shí)節(jié)省功耗。大多數(shù)設(shè)備使用攝像頭識(shí)別眼球，這就需要密集的圖像處理，因而會(huì)大幅增加功耗，并需要大容量電池的支持。市面上如Tobii（約10.4萬(wàn)人民幣）等智能眼鏡造價(jià)昂貴，而且通常會(huì)在鏡腿上放置電池，整體重量也因此增加。

無(wú)需電池的眼動(dòng)追蹤設(shè)備

“對(duì)于游戲玩家、開(kāi)發(fā)者以及普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這是一次激動(dòng)人心的突破，”達(dá)特茅斯計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授兼項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Xia Zhou表示，“這是有史以來(lái)第一款能夠安裝到普通眼鏡上的眼動(dòng)追蹤設(shè)備?！?/p>

如圖所示，科研人員在普通眼鏡的基礎(chǔ)上，加上了眼球追蹤裝置，鏡腿外部的兩片薄太陽(yáng)能電池板提供電力，而二極管和近紅外燈管內(nèi)置于鏡框中。此外，眼鏡上還搭載了MINI-M4 FOR MSP432主板。

“我們采用了一種極簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)，在功耗和外形尺寸方面進(jìn)行了大幅優(yōu)化，”達(dá)特茅斯博士生兼該技術(shù)的論文作者Tianxing Li說(shuō)。“新系統(tǒng)為眼動(dòng)追蹤應(yīng)用開(kāi)辟了廣泛的用途。”

為了研發(fā)這樣的一款設(shè)備，研究人員需要在沒(méi)有攝像頭的情況下檢測(cè)眼睛瞳孔的軌跡、速度和加速度。近紅外光用于從各個(gè)方向照射眼睛，而光電二極管將感測(cè)反射光的圖案。通過(guò)這些反射光，眼動(dòng)追蹤設(shè)備能夠利用輕量級(jí)算法實(shí)時(shí)推斷瞳孔的位置和直徑。

高精度追蹤眼球運(yùn)動(dòng)

該設(shè)備的原型采用現(xiàn)成的硬件組件構(gòu)建，并集成到一副普通眼鏡中，并能夠跟蹤四個(gè)眼球運(yùn)動(dòng)階段，注視（平均約為200毫秒）、緩慢移動(dòng)、飛快掃視（500°/s或25cm/s）和眨眼。

追蹤這些運(yùn)動(dòng)都需要達(dá)到高精準(zhǔn)度，比如檢測(cè)精神分裂癥要求眼球追蹤在至少120Hz刷新率的情況下誤差低于3°或15mm，才能夠檢測(cè)到飛快掃視的眼球運(yùn)動(dòng)。

為了測(cè)試這款設(shè)備能夠達(dá)到的實(shí)際效果，團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)了22名參與者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超高精度，瞳孔跟蹤誤差小。

通過(guò)檢測(cè)眼球運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)可以感知和計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡，并能夠預(yù)測(cè)眼球接下來(lái)的運(yùn)動(dòng)。另外該原型與現(xiàn)有的智能眼鏡相比，功耗降低了數(shù)百倍，而且其太陽(yáng)能電池板利用室內(nèi)光發(fā)電，十分節(jié)能。

團(tuán)隊(duì)希望，有朝一日可以消除人們對(duì)手動(dòng)控制器的需求，并且可以通過(guò)屏幕顯示系統(tǒng)更有效地渲染圖像，這意味著將為用戶(hù)顯示更高質(zhì)量更為高清的畫(huà)面。

另外，目前該研究?jī)H在室內(nèi)進(jìn)行過(guò)測(cè)試，因?yàn)槭彝鈴?qiáng)紅外線(xiàn)對(duì)于目前原型產(chǎn)品的光敏元件說(shuō)太過(guò)飽和。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)研究如何讓這款新設(shè)備在戶(hù)外也很正常使用，并將進(jìn)一步加強(qiáng)眼動(dòng)追蹤的精準(zhǔn)度。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，眼動(dòng)追蹤也可用于識(shí)別健康問(wèn)題，如精神障礙，檢測(cè)疲勞等，并能夠評(píng)估臨床治療效果。未來(lái)的VR/AR設(shè)備也將進(jìn)行優(yōu)化，比如更加便攜輕巧，以方便佩戴。

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