Исследователи Массачусетского технологического института представили носимое устройство, способное отслеживать движения кисти и пальцев путём ультразвукового сканирования внутренних структур запястья. Браслет размером с умные часы оснащён миниатюрными датчиками, которые в реальном времени визуализируют мышцы, сухожилия и связки, а алгоритм искусственного интеллекта преобразует полученные данные в цифровые показатели, соответствующие 22 степеням свободы руки человека.
Технология опирается на принцип, описанный исследователем Гэнси Лу: сухожилия и мышцы запястья действуют подобно нитям, управляющим пальцами, и отслеживание состояния этих структур позволяет точно определить положение руки. В отличие от камер, которые легко перекрываются объектами, громоздких перчаток с датчиками или датчиков мышечных сигналов с высоким уровнем шума, ультразвуковой браслет обеспечивает естественное и стабильное распознавание жестов.
Как обучали систему и что показали испытания
Для обучения ИИ команда одновременно использовала камеры, фиксирующие движения рук добровольцев, и ультразвуковое сканирование запястья. Это позволило сопоставить конкретные внутренние области с углами пальцев и создать точную модель управления. В тестах приняли участие восемь добровольцев, которые выполняли разнообразные задачи: от показа 26 букв американского языка жестов до сложных захватов, необходимых для удержания ножниц, теннисного мяча или карандаша.
В ходе испытаний пользователи управляли виртуальными объектами на экране с помощью естественных жестов сжатия и захвата. Браслет также использовался для дистанционного управления роботизированной рукой, которая в реальном времени повторяла движения пальцев. Добровольцы смогли сыграть мелодию на пианино и участвовать в настольной игре в баскетбол, демонстрируя точность и скорость отклика системы.
Перспективы применения в промышленности и медицине
По словам профессора Сюаньхэ Чжао, разработка способна заменить существующие методы отслеживания движений рук в системах виртуальной и дополненной реальности. Помимо развлекательных и образовательных приложений, браслет открывает возможности для обучения человекоподобных роботов выполнению сложных задач, требующих тонкой моторики. Речь идёт о хирургических операциях, где высокая точность критична, и о производственных процессах, связанных с манипулированием малогабаритными компонентами.
Исследователи подчёркивают, что устройство может собирать значительные объёмы данных о движениях человеческой руки, что создаёт базу для обучения роботизированных систем более естественному взаимодействию с объектами. Это особенно важно для индустриальной автоматизации, где роботы должны адаптироваться к изменчивым условиям и выполнять задачи, ранее доступные только человеку.