لقد تعلمت الساعات الذكية قراءة موضع الأصابع

ربما ليس من قبيل المبالغة أن نقول إن عبارة “الذكاء الاصطناعي”، المستخدمة لسبب أو بدون سبب، قد أصابت الناس بالفعل بالتوتر. لكن خوارزميات التعلم الآلي هي التي شكلت أساس التكنولوجيا الجديدة، والتي يمكننا من خلالها أن نقول بثقة: لقد وصل المستقبل.

طور علماء كوريون وأمريكيون رادارًا صوتيًا للساعات الذكية يتتبع حركات الأصابع. تم وصف النظام المسمى WatchHand في طبعة أولية arXiv وسيتم تقديمه في مؤتمر ACM CHI حول التفاعل بين الإنسان والحاسوب في برشلونة.

يقول تشي جونغ لي، طالب الدراسات العليا من جامعة كورنيل، وأحد مؤلفي البحث: “في المستقبل، مع هذا النوع من تكنولوجيا تتبع الأصابع، قد نكون قادرين على الكتابة باستخدام ساعة ذكية فقط، أي أن أيدينا يمكن أن تصبح جهاز إدخال لأجهزة الكمبيوتر”.

بالإضافة إلى التحكم بالإيماءات، يمكن أن تكون التطبيقات المباشرة لـ WatchHand بمثابة دعم للتقنيات المساعدة للأشخاص ذوي القدرة المحدودة على الحركة أو الكلام، بالإضافة إلى استخدامها كوحدة تحكم في بيئات الواقع المعزز والافتراضي.

ولكن الشيء الأكثر أهمية هو مختلف. وعلى عكس الأنظمة المماثلة، لا يتطلب المنتج الجديد أي معدات إضافية – فهو يحتاج فقط إلى مكبر الصوت والميكروفون المدمجين في الساعة.

يعتبر WatchHand إنجازًا حقيقيًا، كما يقول شيوان كيم، طالب الدراسات العليا في جامعة KAIST والمؤلف المشارك للدراسة، دون تواضع زائف. ويؤكد قائلاً: “إن WatchHand تجعل تتبع أوضاع اليد أمرًا سهلاً للغاية. وإذا كان الجهاز يحتوي على مكبر صوت واحد وميكروفون واحد على الأقل، فيمكننا تشغيل نظامنا عليه”.

كيف يعمل هذا

يستخدم WatchHand الميكروفون القياسي ومكبر الصوت للساعة الذكية العادية. عندما يكون النظام نشطًا، يصدر مكبر الصوت موجات صوتية غير مسموعة ترتد من اليد وتعود إلى الميكروفون، مما يؤدي إلى إنشاء ملف تعريف الصدى – وهو نوع من “القالب” الصوتي. تقوم خوارزمية التعلم الآلي بتحليل هذا الملف التعريفي وإعادة بناء الشكل ثلاثي الأبعاد لليد في الوقت الفعلي. تتم معالجة بيانات موضع اليد محليًا على الساعة، لذلك لا يتم نقل المعلومات الشخصية إلى أي مكان.

تم اختبار WatchHand مع 40 متطوعًا في أربع تجارب، حيث تم جمع إجمالي حوالي 36 ساعة من بيانات الإيماءات. تم اختبار النظام على نماذج مختلفة من الساعات الذكية، على اليد اليمنى واليسرى، في ظروف صاخبة – وقام بتتبع حركات الأصابع ودوران المعصم بشكل موثوق.

ومع ذلك، يعترف المؤلفون بأن بنات أفكارهم لا تزال بعيدة عن المثالية. أولاً، يعمل النظام فقط على ساعات Android، ولا يتم دعم iOS بعد. بالإضافة إلى ذلك، بينما يعمل WatchHand بشكل جيد في البيئات الصاخبة، فإنه يواجه مشكلة في التعرف على وضعيات اليد إذا كان المستخدم يمشي، على سبيل المثال.

المختبر حيث يتم إنشاء المستقبل

وقال تشينج تشانغ، الأستاذ المساعد في جامعة كورنيل، الذي يقود مختبر الخيال العلمي: “إن WatchHand هي مثال رئيسي على التركيز الأساسي لعملنا: تحويل الأجهزة العادية القابلة للارتداء إلى منصات ذكية يمكنها التعرف على السلوك البشري”.

يستخدم هذا المختبر التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي لإنشاء تقنيات “تقرأ” البيانات الناتجة عن حركاتنا وتستخرج المعنى منها. لقد قاموا بالفعل بتطوير وتكوين أجهزة استشعار لتتبع المعصم واليد واللسان والوجه والجسم وحتى الأسنان. تم دمج التقنيات في الخواتم والنظارات والقلائد وسماعات الرأس وحتى خياطتها في طبقات الملابس. وفي السنوات الأخيرة، تحول المختبر إلى الاستشعار الصوتي في الأجهزة القابلة للارتداء بسبب دقته وانخفاض استهلاكه للطاقة.

ويختتم تشانغ قائلاً: “من خلال تحديث برنامج واحد فقط، يمكننا توفير إمكانات جديدة لملايين الأجهزة الحالية”.