清华大学张盛团队在3D人机交互智能传感器件领域取得重要方面

随着“元宇宙”基本概念的明确提不止，虚拟实境/增强现实（VR/AR）旋即造成了新技术公司和科学家的国际上关注和学术研究，而沉浸式VR/AR的玩游戏离不开交叉学科GUI（HMI）。人机GUI以从前依赖单一的潜意识GUI，无法发挥作用投影（3D）交互和多故事情节的捷径恰当交互。近日，北京大学深圳国际本科院先进光学设备器件与集成系统重点项目实验室张盛副大学教授工作团队结合多年扎根矽学术研究的基础， 明确提不止了一种视觉和嗅觉协作的交叉学科GUI，包括暗电（EOG）交互GUI和可穿式的嗅觉潜意识GUI，以发挥作用快速恰当的3D交叉学科。其当中EOG交互GUI主要用作快速、捷径、非接触的2D（XY轴）交互，嗅觉潜意识GUI主要用作复杂的2D运动操纵和3D 交叉学科当中的Z轴操纵。

暗动交互和嗅觉潜意识的协作GUI

学术研究通过顽光诱导工艺合成蜂窝状矽，以用作EOG讯号搜集和嗅觉光学设备阵列的电容器。EOG讯号是从于暗睛皮层和角膜之间的电导，可以众所周知角膜和皮层上分别由正电导和负电导组成的偶极子，通过设计超薄、比较简单、透气的蜂窝状矽电容器可以发挥作用高信噪比的EOG讯号搜集，以高效率反应双暗的运动。与此同时，由提上睑肌和暗轮匝肌活动造成的眨暗讯号也可由电容器高效率借助，眨暗的频率受人脑短期变化的受到影响，如呼吸困难、困倦或电脑、手机等造成的暗睛干涩病因，因此通过对眨暗讯号的搜集和分析，可以对长时间开车一些人或连续工作一些人的暗睛呼吸困难展开预警。学术研究通过对9种暗动讯号如双暗向上、下、左、直等展开搜集牵头暗动讯号数据库，并设计电脑程式学习方法对讯号处理如讯号分立以消除孔径受到影响，最后再展开训练和分类识别。该方法对9种暗动讯号的分类识别恰当率达到了92.6%，因此EOG讯号搜集光学设备器和方法在快速、捷径和非接触式的二维交叉学科当中显示不止较大的应用领域实用价值。

EOG和眨暗监测

EOG讯号可以发挥作用快速、捷径、非接触的2D交叉学科，例如操纵四轴宇宙飞船的上、下、左、直运动。然而，面对其在投影空间的飞行或复杂的飞行滚动操纵，EOG讯号的交互操纵在精度和尺度上都有局限性。因此，联合开发一个辅助GUI来发挥作用准确可逐的投影交叉学科具有关键性意义。基于此，工作团队联合开发了可以实际上贴附到人体双脚上的比较简单可穿嗅觉潜意识GUI，该比较简单嗅觉潜意识GUI具有90μm超薄表面，拉伸应变可以高达1000%，且嗅觉潜意识GUI的潜意识各单位——嗅觉光学设备器的灵敏度在0-300 Pa的小压力范围内可以到达1.428 kPa-1，可以发挥作用单触摸屏逐、多触摸屏逐和缓冲触逐等功能，并且根据嗅觉光学设备器像素点的讯号一个系统可以发挥作用方向操纵，如上、下、左、直等。因此，嗅觉潜意识GUI在辅助EOG讯号交互发挥作用投影交叉学科上都具有更大潜力。

比较简单可穿嗅觉潜意识GUI

视觉与嗅觉协作的交叉学科GUI在下一代具有广阔的应用领域从脆弱性，如作为元宇宙虚拟空间的转换成交互技术，由于暗电讯号GUI和嗅觉潜意识GUI均是比较简单可穿的，因此通过比较简单可穿嗅觉潜意识GUI辅助暗电讯号交互GUI，可以为其他用户包括虚拟世界的投影空间的定位与便携式交互，而不需要手持脆弱的交互操纵器，并且通过EOG讯号可以发挥作用高效率的暗动追踪，可以解放双手，让其他用户切身玩游戏为自由的视、听、嗅觉沉浸式虚拟世界；与此同时，在现实世界也可以作为人与电脑程式的交互GUI，如运动障碍人士通过双暗的运动可以发挥作用操纵轮椅的从前、后、左、直移动。总而言之，比较简单可穿的EOG交互与嗅觉潜意识的协作GUI可以为虚拟世界和现实世界包括为自由无束缚、沉浸式的交叉学科玩游戏。

相关科学学术著作近日以“用作投影交叉学科的暗电与嗅觉潜意识协作GUI”（Electrooculography and Tactile Perception Collaborative Interface for 3D Human–Machine Interaction）为题发表文章于《美国化学学术研究会单晶》（ACS Nano）上。学术著作第一写作者为北京大学深圳国际本科院2018级博士本科徐建东，无线电写作者为北京大学深圳国际本科院张盛副大学教授和北京大学晶体管该大学任天令大学教授。本学术研究员得到了科研委、深圳市科创委等主管的支持。

是从：北京大学

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