Microsoft Research und das UbiComp Lab der Universität von Washington forschen an einer neuen Technik zur Gestenerkennung. Anders als bei Sensor-basierten Lösungen wie Microsofts Kinect kommt das Projekt SoundWave ohne Tiefenkameras aus. Dabei macht man sich den Dopplereffekt und Schallwellen im Ultraschallbereich zu Nutze um damit Notebooks mit Hilfe ihrer integrierten Mikrofone und Lautsprecher zu steuern.

Bei ihrem Beispiel-Setup mit einem Notebook senden die Forscher einen Pilotton zwischen 18 und 22 kHz, der für das menschliche Gehör üblicherweise nicht wahrnehmbar ist. Mit dem intergrierten Mikrofon detektieren sie dann die an bewegten Objekten reflektierten Signale und nutzen dabei aus, dass sich deren Frequenz proportional zur Pilotton-Frequenz und der Geschwindigkeit, mit der sich das Objekt bewegt, ändert. Laut der anlässlich der CHI 2012 veröffentlichten Arbeit "Using the Doppler Effect to Sense Gestures" der vier Forscher beträgt die mit SoundWave detektierbare Geschwindigkeit, die ein Objekt mindestens haben muss, circa 18 cm/s. Aus der Frequenzverschiebung lässt sich nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Bewegungsrichtung ermitteln, aus der Amplitude des Signals darüber hinaus auch ein Maß für die Entfernung und Größe des Objekts. Diese Parameter nutzt SoundWave, um verschiedene Gesten umzusetzen. Wird also die Hand zur Schallquelle hin oder von ihr wegbewegt, führt dies zu Frequenzänderungen, welche vom Mikrofon registriert und schließlich von einer Software interpretiert und in Steuerbefehle umgewandelt werden.

Im Projektvideo wirkt die Bedienung mittels SoundWave etwas schwammig – vermutlich, weil das System prinzipbedingt knapp 200 ms für die Gestenauswertung benötigt. Auch die Kinderkrankheiten verschweigen die Forscher nicht. So könne es sein, dass der Pilotton kleine Kinder oder Tiere stört, die auch noch Frequenzen jenseits von 18 kHz wahrnehmen. Mitunter verhindern eingebaute Filter in den Geräten (Mikrofon/Lautsprecher), dass höhere Frequenzen aufgenommen oder wiedergegeben werden können. Zudem kann per Dopplereffekt freilich nur Bewegung detektiert werden, starre Gesten funktionieren anders als bei kameragestützten Systemen wie der Kinect nicht.

Text-Quellen: microsoft.com, heise.de, icom.to
Bild-Quellen: artefactgroup.com
Video-Quellen: utube

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