灵犀一指

无论是买西瓜还是判断病症，以指轻叩都是常见的动作。至于梁朝伟在《无间道》里轻轻敲出摩尔斯码暗通信息，更只是一种略显直白的用法。最近微软公司和美国卡耐基梅隆大学的研究者们开发出了一种特别的工具，让我们只需碰碰指头，就能控制MP3播放器这样的电子设备。

现在这种叫做“Skinput”的控制装置还只是粗糙的原型，由一条臂带、一个微型投影仪和一部运算设备构成，之间用线缆连接。臂带内侧有两列形状像微型听诊器的传感器阵列，每个阵列的五个压电式传感器将会收集不同频率的震动，并由运算装置将我们敲击手臂的震动转化为计算机可以识别的信号。

当我们用手指敲另一只手的手心时，所产生的震动不仅仅会通过空气被听到，也会随着皮肤、肌肉和骨骼向四处蔓延。《黑客帝国》第三部中有过类似的场景：在那个尼奥一拳正中史密斯特工左脸的慢镜头中，我们看到史密斯特工的脸就像是被扔进了一块石头的水池般泛起波澜。这种情形在日常生活中很难见到，但是我们的身体却会忠实地将这些波动传递到上下各处。

Skinput就是利用了这一原理。当敲击手臂时，由皮肤表面直接传导的横波将会先行到达传感器，而通过骨骼传导的震动由内而外传递到皮肤时将形成稍晚的纵波。通过震动的强度和时间差可以得到产生震动的源头的位置——这和我们进行地震测量的方法十分类似。

理论上来说，任何足够清晰到能够分辨出来的信号，都可以用于控制计算机这种信息系统。Skinput的发明人之一是美国卡耐基梅隆大学的克里斯·哈瑞森（Chris Harrison），他不仅设计了这种轻轻敲打式的输入设备，还曾经设计过另一种输入方式：用指甲在任何表面上划过，就可以向计算机发出指令。无论是木头、塑料还是牛仔裤，只要划出指定的轨迹，就可以进行输入，而准确率高达80%以上。

这两种技术的本质很相近，都是基于震动波形的采集和分析。现在的Skinput由哈瑞森和微软研究中心的德斯尼·谭（Desney Tan）共同研发，后者也是人机交互领域的先锋人物之一。“我们希望用户能够用上更好更自然的操作方式，”德斯尼说，“特别是，通过更自然的输入设备，我们希望开发出新技术，让我们和计算机的交流更加深入的技术。”

要接收从皮肤上传递的低频震动并不需要太精确的传感器，更重要的是如何判断其位置。研究者们通过安装多个传感器解决了这个问题。他们通过在上臂两个侧面贴上两个压电传感器阵列来增强精确度，并且给每个压电传感器安装不同的配重，让它们分别对从25赫兹到78赫兹不等的震动频率敏感。通过一个自行开发用C语言和Java语言写的小软件，可以对这10个信号进行分析和分类，进而较为精确地判断敲击的位置。

这项技术现在能够达到不错的精确度——和使用iPhone屏幕键盘输入的准确度差不多，最高能达到95%。这个数据是通过对数十位志愿者的测试得到的，使用了拇指、中指、手心、手腕和小臂5个输入点。可以理解，当输入点的位置越接近时，Skinput的输入精度就会越低，如果在小臂上选择10个输入点的话，准确率只有81.5%。对于商用技术来说，这种准确率的确还需要提高。

但是哈里森对这种技术充满信心。“使用皮肤触摸技术不仅仅因为我们有两平方米的皮肤面积，也不仅仅因为可以用手碰到，更重要的是，这种触摸方式不需要用到眼睛，”他说，“因为本体觉（感知我们身体的方向、动作、位置和力量的感觉）的存在，我们不需要看也可以准确地触摸身体的位置。我们完全不需要看就可以轻松地把任何两个指尖碰到一起、摸鼻尖和鼓掌。”这是一种随手可及的操作方式。

虽然在现在的设计原型上，Skinput和麻省理工学院的“第六感”装置一样都安装了一个微型投影仪，但这并不是必需品。现在设计者们已经实现了一只手控制MP3播放器的功能，通过用大拇指碰触其他手指尖，就可以轻松地控制MP3。“现在的电子设备正在向越来越小的方向进化，触摸屏或者按钮这样的控制装置越来越难使用。”在一篇论文中，设计者们这样说：“使用周围的环境来控制电子设备，就成了一种可能的选择。”

的确如此。从“第六感”设备、微软的语音识别和Project Natal计划，再到现在的Skinput，都无疑属于这种思路的产物。现今计算机的计算速度已经可以实现几乎无穷的可能性，人们可以比以前有更多的选择。作为一种几乎不需要学习的、可以随身携带的控制装置，Skinput会引领一场探索动作控制的可能性的新浪潮。

在2010年4月份美国亚特兰大举办的第28届“计算机人机互动大会”上，Skinput的开发团队作了一次展示。目前看来，这种技术最大的问题是整体体积偏大，但是这将不成问题。人们已经进行了这方面的大量研究，例如最近韩国大学开发出硅橡胶材质的柔性电极，可以贴在任何部位，而且几乎感觉不到——它只有几根头发的宽度，而且可以弯折70万次。在这类技术的帮助下，Skinput几乎是呼之欲出了。