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他把德国宇航局技术带回国 20多种手势操控无人机

2016-08-09 10:03 性质:转载 来源:铅笔道
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两年前,李玮琛辞掉了德国宇航局的工作,将在职期间研发的肌肉电信号识别技术带回国内,计划将其实现商业化。该技术能通过裹在人体前臂上的传感器,监...

两年前,李玮琛辞掉了德国宇航局的工作,将在职期间研发的肌肉电信号识别技术带回国内,计划将其实现商业化。

该技术能通过裹在人体前臂上的传感器,监测牵引手指的肌肉群,并利用核心算法将其转化成相应的信号输出。它能够判断出手指的哪个关节在运动以及它的运动方式。

制作成可穿戴设备以后,用户穿戴设备时,只需弯曲手指、手腕,即可操控一些电子设备。

但由于最初只是科研产品,适用性有限。

比如:要在电磁屏蔽实验室中才能保证识别率;只适用于几个宇航员的手指摆动幅度;佩戴时间过长。

李玮琛耗时一年,将该产品做到了多数人都能适用、不限定使用环境、佩戴迅速。

解决了适用性以后,他又将可识别手势增加至20多种。同时,与企业探讨肌肉点信号识别技术的可能应用场景。

目前初步有意向的有:无人机厂商、VR训练系统、以及运动员肌肉状况监测等。

今年10月,团队会先推出一款消费级产品,用户可用手势实现部分PC端和移动端的操作。

注:  李玮琛已确认文中数据真实无误,铅笔道愿与他一起为内容真实性背书。

柏林时间夜里11点,李玮琛收到领导传来的一份研究计划书:利用识别肌肉电信号的方式,判断出手指的运动方式,以此制作可穿戴设备。用户只需弯曲手指、手腕,就可以操控智能产品。

◆ 肌肉电识别原理图

看着电脑屏幕,他很激动,“这东西太有意思了,我一定要去做”。

那时,李玮琛听说过的手势识别设备,大多是基于图像识别技术。此方式有种种限制,比如遇到光线过暗、过强、被遮挡时,识别就会失效。

李玮琛在谷歌、期刊网站上检索肌肉电信号识别的相关资料,发现只有一些零星的研究报告,尚未有成型产品。他又打电话给国内电子行业的朋友,得到的反馈都是“这个东西不错,但确实没见过”。

这是2013年,李玮琛就职于德国宇航局,正在参与宇航员地面训练系统的研发。他要做的肌肉电信号手势识别设备,即是这套系统中的操控系统。宇航员将利用它,结合虚拟现实技术,在地面进行太空模拟训练。

起初,李玮琛并不确定这套系统是否能研制成功,直到研究开始半年以后的一天。

那一天李玮琛找到了一种识别率较高(达80%)的算法,可以识别四种手势:握拳、伸掌、内摆、外摆。

“我觉得这事儿能成了。”

两天以后,他和宇航局签订协议:在此项研究中,李玮琛不要工资,只要该技术的知识产权。

项目交付前,李玮琛去了一趟宇航局的博物馆。他看到科研机构研发的飞行、虚拟现实等设备,大多只制作了一两套供航天员使用,并未实现商业化生产。

“研究所不是一个适合商业化的平台。”

因此,他决定项目交付以后,回国成立公司,将肌肉电信号可穿戴设备商业化运作。

2014年10月,李玮琛带着技术知识产权,回到西安租了一间办公室,找来几个大学室友,开始创业。

◆ 团队照片

两个月以后,李玮琛获得了50万元种子轮融资,投资方为中科创星孵化器。

研发起步阶段,李玮琛面临一个难题:如何将一个适用性有限的科研产品,变成人人都能使用的设备。

具体困难有四点:

一、科研版的产品是在电磁屏蔽实验室中才能达到85%的识别率,但想要商业化,需要在任何环境中都能保证足够高的识别率。

二、每个人的手指摆动幅度、握拳松紧度都不同。科研产品只适用于几个宇航员,他需要调整算法,让设备适用于每个人。

三、每个人手臂粗细、汗毛长短不同,会影响信号采集。他需要重新调整结构和电极电路。

四、科研产品的装配方式复杂,需要1个小时才能佩戴完毕。他需要简化装配方式,提高佩戴速度。

经过了一年的研发,团队不断调整算法、工艺、材料、组装方式、装配距离,将以上困难一一解决。

2015年11月,该设备已经能适用于大部分消费级场景,只需要1分钟即可佩戴完毕。当月,李玮琛正式注册公司,将产品命名为DTing。

◆ 产品效果图

一个月以后,他获得了数百万美元的天使轮融资。

获得融资以后,李玮琛将可识别的手势增至20种以上,包括1~10的数字手势,以及“OK”“V”“点赞”等。

与此同时,团队与企业接洽,对接肌肉电信号可穿戴设备可能的适用领域。初步有意向的包括:无人机厂商、VR训练系统、以及运动员肌肉状态监测等。

对于目前的手势识别交互来说,现在的手势操控方式多为图像传感,该方案有诸多不足,比如:1、设备不独立,需要连接电脑。2、天黑、紫外线过强、有物体阻挡等因素都会导致操控失灵。3、摄像头与操控者之间必须保持在120度的夹角内。

如果采用肌肉电信号可穿戴设备,设备不用有线连接电脑和主机。用户只需要手指、手腕做动作,即可操控无人机。

而在VR训练系统中,肌肉电信号可穿戴设备,能识别动作的力度。比如拳击的出拳力度等。这一点图像识别和手柄控制都无法做到。

目前市面上的跑步App和运动手环,只能监测跑步里程和心率等较简单数据。而肌肉电识别技术,可以监测肌肉疲劳度和健康(损伤)程度,如果肌肉出现损伤状态,可以及时给出预警。

但由于电信号可穿戴设备尚不够完善,现在尚处于与企业对接需求的阶段,还未正式达成合作。

除此以外,肌肉电信号识别技术,还能为残疾人服务,比如肌点控制的义肢等。

今年10月,团队会先推出一款消费级产品。使用该产品时,用户可以通过手势,操控以往在PC端和移动端上操作的内容。比如接听拨打电话、玩游戏等。

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