高度な腕時計型皮膚センサー：指の動きをリアルタイム3D仮想ハンドに変換

距離から人間の動きを取得できる駆動型単一歪み電子スキンセンサーが開発されました。手首に配置された歪みセンサーは、複雑な5指の動きをリアルタイムでデコードし、元の動きをミラーリングする仮想3Dハンドで表示します。高速状況学習（RSL）で強化された深層ニューラルネットワークにより、皮膚表面上の位置に関わらず安定した動作を保証します。

従来のアプローチでは、対象領域の全曲面を覆う複数のセンサーネットワークが必要でした。従来のウェーハベース製造とは異なり、このレーザー製造はモーショントラッキングの新しいセンシングパラダイムを提供します。測定システムは、レーザー技術で金属ナノ粒子フィルムにクラックを生成することで、複数の指の動きに対応する信号を抽出します。センサーパッチをユーザーの手首に貼り付け、指の動きを検出します。

この研究のコンセプトは、単一エリアを特定する方が、すべての関節と筋肉にセンサーを貼り付けるよりも動きの特定に効率的であるというアイデアから始まりました。このターゲティング戦略を機能させるには、すべての信号が収束するポイントでさまざまな領域からの信号を正確に捉え、収束した信号に絡み合った情報を分離する必要があります。ユーザーの使いやすさと可動性を最大化するため、研究チームはシングルチャネルセンサーを使用して複雑な手の動きに対応する信号を生成しました。

RSLシステムは手首の任意の部分からデータを収集し、元の動きをミラーリングする仮想3Dハンドによるリアルタイムデモでモデルを自動訓練します。センサー感度を高めるため、レーザー誘起ナノスケールクラックを使用しました。

この感覚システムは、小さなセンサーネットワークで全身の動きを追跡でき、人間の動きの間接的リモート測定を容易にし、着用型VR/ARシステムに応用可能です。研究チームはセンサー信号パターンを時間的センサー行動をカプセル化した潜在空間へ分析し、潜在ベクトルを指動作メトリック空間へマッピングしました。

システムは他の身体部位へ拡張可能です。例えば、骨盤から歩行動作を抽出できます。この技術はヘルスモニタリング、モーショントラッキング、ソフトロボティクスでの活用が期待されます。

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