兩年前,李瑋琛辭掉了德國宇航局的工作,將在職期間研發(fā)的肌肉電信號識別技術(shù)帶回國內(nèi),計劃將其實現(xiàn)商業(yè)化。
該技術(shù)能通過裹在人體前臂上的傳感器,監(jiān)測牽引手指的肌肉群,并利用核心算法將其轉(zhuǎn)化成相應的信號輸出。它能夠判斷出手指的哪個關(guān)節(jié)在運動以及它的運動方式。
制作成可穿戴設備以后,用戶穿戴設備時,只需彎曲手指、手腕,即可操控一些電子設備。
但由于最初只是科研產(chǎn)品,適用性有限。
比如:要在電磁屏蔽實驗室中才能保證識別率;只適用于幾個宇航員的手指擺動幅度;佩戴時間過長。
李瑋琛耗時一年,將該產(chǎn)品做到了多數(shù)人都能適用、不限定使用環(huán)境、佩戴迅速。
解決了適用性以后,他又將可識別手勢增加至20多種。同時,與企業(yè)探討肌肉點信號識別技術(shù)的可能應用場景。
目前初步有意向的有:無人機廠商、VR訓練系統(tǒng)、以及運動員肌肉狀況監(jiān)測等。
今年10月,團隊會先推出一款消費級產(chǎn)品,用戶可用手勢實現(xiàn)部分PC端和移動端的操作。
注: 李瑋琛已確認文中數(shù)據(jù)真實無誤,鉛筆道愿與他一起為內(nèi)容真實性背書。
柏林時間夜里11點,李瑋琛收到領(lǐng)導傳來的一份研究計劃書:利用識別肌肉電信號的方式,判斷出手指的運動方式,以此制作可穿戴設備。用戶只需彎曲手指、手腕,就可以操控智能產(chǎn)品。
◆ 肌肉電識別原理圖
看著電腦屏幕,他很激動,“這東西太有意思了,我一定要去做”。
那時,李瑋琛聽說過的手勢識別設備,大多是基于圖像識別技術(shù)。此方式有種種限制,比如遇到光線過暗、過強、被遮擋時,識別就會失效。
李瑋琛在谷歌、期刊網(wǎng)站上檢索肌肉電信號識別的相關(guān)資料,發(fā)現(xiàn)只有一些零星的研究報告,尚未有成型產(chǎn)品。他又打電話給國內(nèi)電子行業(yè)的朋友,得到的反饋都是“這個東西不錯,但確實沒見過”。
這是2013年,李瑋琛就職于德國宇航局,正在參與宇航員地面訓練系統(tǒng)的研發(fā)。他要做的肌肉電信號手勢識別設備,即是這套系統(tǒng)中的操控系統(tǒng)。宇航員將利用它,結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù),在地面進行太空模擬訓練。
起初,李瑋琛并不確定這套系統(tǒng)是否能研制成功,直到研究開始半年以后的一天。
那一天李瑋琛找到了一種識別率較高(達80%)的算法,可以識別四種手勢:握拳、伸掌、內(nèi)擺、外擺。
“我覺得這事兒能成了?!?
兩天以后,他和宇航局簽訂協(xié)議:在此項研究中,李瑋琛不要工資,只要該技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。
項目交付前,李瑋琛去了一趟宇航局的博物館。他看到科研機構(gòu)研發(fā)的飛行、虛擬現(xiàn)實等設備,大多只制作了一兩套供航天員使用,并未實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
“研究所不是一個適合商業(yè)化的平臺?!?
因此,他決定項目交付以后,回國成立公司,將肌肉電信號可穿戴設備商業(yè)化運作。
2014年10月,李瑋琛帶著技術(shù)知識產(chǎn)權(quán),回到西安租了一間辦公室,找來幾個大學室友,開始創(chuàng)業(yè)。
◆ 團隊照片
兩個月以后,李瑋琛獲得了50萬元種子輪融資,投資方為中科創(chuàng)星孵化器。
研發(fā)起步階段,李瑋琛面臨一個難題:如何將一個適用性有限的科研產(chǎn)品,變成人人都能使用的設備。
具體困難有四點:
一、科研版的產(chǎn)品是在電磁屏蔽實驗室中才能達到85%的識別率,但想要商業(yè)化,需要在任何環(huán)境中都能保證足夠高的識別率。
二、每個人的手指擺動幅度、握拳松緊度都不同??蒲挟a(chǎn)品只適用于幾個宇航員,他需要調(diào)整算法,讓設備適用于每個人。
三、每個人手臂粗細、汗毛長短不同,會影響信號采集。他需要重新調(diào)整結(jié)構(gòu)和電極電路。
四、科研產(chǎn)品的裝配方式復雜,需要1個小時才能佩戴完畢。他需要簡化裝配方式,提高佩戴速度。
經(jīng)過了一年的研發(fā),團隊不斷調(diào)整算法、工藝、材料、組裝方式、裝配距離,將以上困難一一解決。
2015年11月,該設備已經(jīng)能適用于大部分消費級場景,只需要1分鐘即可佩戴完畢。當月,李瑋琛正式注冊公司,將產(chǎn)品命名為DTing。
◆ 產(chǎn)品效果圖
一個月以后,他獲得了數(shù)百萬美元的天使輪融資。
獲得融資以后,李瑋琛將可識別的手勢增至20種以上,包括1~10的數(shù)字手勢,以及“OK”“V”“點贊”等。
與此同時,團隊與企業(yè)接洽,對接肌肉電信號可穿戴設備可能的適用領(lǐng)域。初步有意向的包括:無人機廠商、VR訓練系統(tǒng)、以及運動員肌肉狀態(tài)監(jiān)測等。
對于目前的手勢識別交互來說,現(xiàn)在的手勢操控方式多為圖像傳感,該方案有諸多不足,比如:1、設備不獨立,需要連接電腦。2、天黑、紫外線過強、有物體阻擋等因素都會導致操控失靈。3、攝像頭與操控者之間必須保持在120度的夾角內(nèi)。
如果采用肌肉電信號可穿戴設備,設備不用有線連接電腦和主機。用戶只需要手指、手腕做動作,即可操控無人機。
而在VR訓練系統(tǒng)中,肌肉電信號可穿戴設備,能識別動作的力度。比如拳擊的出拳力度等。這一點圖像識別和手柄控制都無法做到。
目前市面上的跑步App和運動手環(huán),只能監(jiān)測跑步里程和心率等較簡單數(shù)據(jù)。而肌肉電識別技術(shù),可以監(jiān)測肌肉疲勞度和健康(損傷)程度,如果肌肉出現(xiàn)損傷狀態(tài),可以及時給出預警。
但由于電信號可穿戴設備尚不夠完善,現(xiàn)在尚處于與企業(yè)對接需求的階段,還未正式達成合作。
除此以外,肌肉電信號識別技術(shù),還能為殘疾人服務,比如肌點控制的義肢等。
今年10月,團隊會先推出一款消費級產(chǎn)品。使用該產(chǎn)品時,用戶可以通過手勢,操控以往在PC端和移動端上操作的內(nèi)容。比如接聽撥打電話、玩游戲等。
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