RU196281U1 - Information input device - Google Patents
Information input device Download PDFInfo
- Publication number
- RU196281U1 RU196281U1 RU2019102073U RU2019102073U RU196281U1 RU 196281 U1 RU196281 U1 RU 196281U1 RU 2019102073 U RU2019102073 U RU 2019102073U RU 2019102073 U RU2019102073 U RU 2019102073U RU 196281 U1 RU196281 U1 RU 196281U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- human
- computer interface
- interface according
- array
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/389—Electromyography [EMG]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dentistry (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к интерфейсам человек-компьютер. Технический результат заключается в расширении возможностей по регистрации движений человеческого тела. Устройство включает в себя массив датчиков электрического потенциала, располагающихся вблизи поверхности кожи пользователя, элементы крепления к телу, представляющие собой клейкие поверхности, узел сбора и обработки сигналов, регистрируемых массивом датчиков электрического потенциала, средства включения и выключения, элементы электрического питания, узел беспроводной передачи данных на внешнее устройство. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to human-computer interfaces. The technical result is to expand the capabilities for recording the movements of the human body. The device includes an array of electric potential sensors located near the surface of the user's skin, fastening elements to the body, which are adhesive surfaces, a node for collecting and processing signals recorded by an array of electric potential sensors, on and off means, electric power elements, a wireless data transmission unit to an external device. 8 cp f-ly, 2 ill.
Description
Область техники.The field of technology.
Полезная модель относится к интерфейсам человек-компьютер и предназначена для ввода сигналов и/или информации в различные электронные устройства, в том числе в компьютер, видеоигры, мобильный телефон, смартфон, умные часы, телевизор, игровые приставки, управление различными техническими устройствами, в том числе беспилотными аппаратами, экзоскелетами, протезами, манипуляторами, автомобилем, системой умный дом и любой электронной системой, позволяющей принимать информацию от внешних устройств.The utility model relates to human-computer interfaces and is intended for inputting signals and / or information to various electronic devices, including a computer, video games, mobile phone, smartphone, smart watch, TV, game consoles, control of various technical devices, including including unmanned vehicles, exoskeletons, prostheses, manipulators, a car, a smart home system and any electronic system that allows you to receive information from external devices.
Описание уровня техники.Description of the prior art.
Из уровня техники известно устройство для ввода информации и сигналов включающее в себя пять узлов ввода, содержащих датчики. Количество узлов ввода соответствует числу пальцев руки. Каждый узел ввода для пальцев указательного, среднего, безымянного и мизинца содержит четыре датчика, установленных на его внутренней поверхности. Устройство для ввода информации включает опору для ладони, у которой форма внешней выпуклой поверхности приближена к форме поверхности слепка, сделанного с поверхности ладони кисти руки человека при расслабленном состоянии кисти руки. Узлы ввода служат для размещения пальцев, находящихся в расслабленном полусогнутом положении. (RU178284U1, опубл. 28.03.2018).The prior art device for inputting information and signals including five input nodes containing sensors. The number of input nodes corresponds to the number of fingers. Each input node for the fingers of the index, middle, nameless and little fingers contains four sensors mounted on its inner surface. The device for entering information includes a palm rest, in which the shape of the external convex surface is close to the shape of the surface of the impression made from the surface of the palm of a person’s hand in a relaxed state of the hand. Input nodes serve for placing fingers in a relaxed bent position. (RU178284U1, publ. 03/28/2018).
Также известно устройство ввода информации, выполненное с возможностью его крепления на кисть руки пользователя, содержащее сенсорную панель, встроенную в корпус, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен в форме волнообразно изогнутой пластины, содержащей вогнутую часть, с возможностью ее размещения на внутренней поверхности пальцев пользователя, и дугообразный изгиб одной из сторон, с возможностью охвата им части указательного и/или среднего пальца, сенсорная панель размещена на вогнутой части корпуса и выполнена вогнутой, при этом на поверхности корпуса, противоположной поверхности с сенсорной панелью, выполнен элемент крепления, снабженный выемками для пальцев и оснащенный механизмом его перемещения по поверхности корпуса (RU157660U1, опубл. 13.04.2015).It is also known an information input device configured to be mounted on a user's hand, comprising a touch panel integrated in the body, characterized in that the device body is made in the form of a wave-like curved plate containing a concave part, with the possibility of its placement on the inner surface of the user's fingers , and an arcuate bend of one of the sides, with the possibility of covering it with part of the index and / or middle finger, the touch panel is placed on the concave part of the body and is made concave, pr and this on the surface of the housing, the opposite surface with the touch panel, made an attachment element provided with recesses for the fingers and equipped with a mechanism for moving it on the surface of the housing (RU157660U1, publ. 04/13/2015).
В патенте RU179301U1 (опубл. 07.05.2018) описана полезная модель устройства для работы с интерактивными устройствами, представляющая собой перчатку виртуальной реальности, содержащую датчики, расположенные на пальцах перчатки, и отличающуюся тем, что в качестве датчиков использованы сенсоры IMU, расположенные внутри перчатки.Patent RU179301U1 (published on 05/07/2018) describes a useful model of a device for working with interactive devices, which is a virtual reality glove containing sensors located on the fingers of a glove and characterized in that IMU sensors located inside the glove are used as sensors.
В патенте US 7205979 описано устройство формирования управляющих сигналов для манипулирования виртуальными объектами в компьютерной системе в соответствии с жестами оператора или другими частями тела; устройство включает в себя перчатку, которая включает датчики для обнаружения жестов кисти руки, а также сенсоры положения рук, соединенные с перчаткой и подключенные к компьютерной системе для определения положения руки по отношению к системе.In the patent US 7205979 describes a device for generating control signals for manipulating virtual objects in a computer system in accordance with gestures of an operator or other parts of the body; the device includes a glove, which includes sensors for detecting hand gestures, as well as hand position sensors connected to the glove and connected to a computer system to determine the position of the hand in relation to the system.
Недостатком указанных выше устройств является неудобство эксплуатации, обусловленное тем, что пальцы и ладонь пользователя все время заняты и их нельзя использовать для совершения бытовых операций не снимая устройство.The disadvantage of the above devices is the inconvenience of operation, due to the fact that the fingers and palm of the user are busy all the time and can not be used for domestic operations without removing the device.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является интерфейс человек-компьютер (US20180307314A1, 25.10.2018), представляющий собор круговой массив сенсоров, считывающих электромиографические сигналы, и строящий управляющий сигнал на основе этих данных. Недостатком данного устройства является то, что электромиограмма не несет полную информацию о картине мышечного сокращения, в частности изменения форы мышцы и движения под кожным покровом и, как следствие не позволяет с высокой точностью и надежностью отслеживать движения пользователя. В частности, если датчик расположен над мышечным волокном, которое в свою очередь расположено над другим мышечным волокном, то суммарный электромиографический сигнал при их сокращении не позволит определить степень сокращения каждой мышцы по отдельности. Данная проблема решается путем определения изменения формы мышц и их относительного движения. Таким образом, для достижения высокой точности отслеживания движений оператора необходимо получать полную информацию о мышечных сокращениях, что достигается путем использования датчиков электрического потенциала.Closest to the claimed technical solution is the human-computer interface (US20180307314A1, 10.25.2018), representing the cathedral a circular array of sensors that read electromyographic signals, and constructs a control signal based on these data. The disadvantage of this device is that the electromyogram does not carry complete information about the picture of muscle contraction, in particular, changes in the handicap of the muscle and movement under the skin and, as a result, does not allow tracking the user's movements with high accuracy and reliability. In particular, if the sensor is located above the muscle fiber, which in turn is located above the other muscle fiber, then the total electromyographic signal during their reduction will not allow to determine the degree of contraction of each muscle individually. This problem is solved by determining changes in muscle shape and their relative movement. Thus, to achieve high accuracy of tracking the movements of the operator, it is necessary to obtain complete information about muscle contractions, which is achieved by using sensors of electric potential.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в области интерфейсов человек-компьютер, а также повышении удобства ввода информации и сигналов.The problem to which the claimed technical solution is directed is to expand the arsenal of technical means in the field of human-computer interfaces, as well as to increase the convenience of entering information and signals.
Технический результат, достигаемый при реализации представленной полезной модели, заключается в расширении возможностей по регистрации движений человеческого тела, а также в расширении возможностей по управлению техническими устройствами путем регистрации движений человеческого тела, что достигается за счет:The technical result achieved by the implementation of the presented utility model is to expand the capabilities for recording the movements of the human body, as well as expand the capabilities for controlling technical devices by recording the movements of the human body, which is achieved by:
применения датчиков электрического потенциала;application of electric potential sensors;
возможности интеграции датчиков в одежду или на поверхность одежды;the possibility of integrating sensors in clothes or on the surface of clothes;
портативности и компактности устройства при эксплуатации;portability and compactness of the device during operation;
отсутствия необходимости снимать устройство при совершении различных бытовых операций;no need to remove the device when performing various household operations;
повышения точности определения движений;increase the accuracy of motion detection;
беспроводной передачи данных на внешнее устройство.wireless data transfer to an external device.
Сущность полезной модели объясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображен один из вариантов исполнения устройства для ввода информации, общий вид с двух ракурсов; на Фиг. 2 изображено одно из возможных применений устройства – ввод управляющих сигналов и/или информации в компьютер, формируемых путем анализа жестов руки при помощи кругового массива датчиков электрического потенциала, располагаемых на предплечье.The essence of the utility model is explained by the drawings, where in FIG. 1 shows one embodiment of a device for inputting information, a general view from two angles; in FIG. 2 shows one of the possible applications of the device - the input of control signals and / or information into a computer, formed by analyzing hand gestures using a circular array of electric potential sensors located on the forearm.
Устройство представляет собой массив датчиков электрического потенциала, устанавливаемых в непосредственной близи от поверхности кожи. Датчики соединяются между собой беспроводным способом и оснащены элементами крепления. Информация, получаемая с массива датчиков, поступает на встроенный микроконтроллер, производящий обработку и анализ данных, а также передачу данных на внешнее устройство беспроводным способом. Питание осуществляется от встроенного аккумулятора или батареек. Устройство снабжено элементами включения и выключения.The device is an array of electric potential sensors installed in the immediate vicinity of the skin surface. The sensors are interconnected wirelessly and equipped with fasteners. The information received from the sensor array is fed to the built-in microcontroller, which processes and analyzes data, as well as transfers data to an external device wirelessly. Power is supplied by a built-in rechargeable battery or batteries. The device is equipped with on and off elements.
Возможны следующие варианты исполнения устройства:The following device versions are possible:
Вариант 1.Option 1.
Беспроводной модуль, состоящий из корпуса, в который смонтированы: один датчик электрического потенциала, IMU сенсор, беспроводной модуль сбора, обработки и передачи данных на внешнее устройство (например, типа Bluetooth), кнопка для включения/выключения, аккумулятор, элемент крепления к телу с клейкой поверхностью, световая индикация в виде одного RGB диода. Устройство устанавливается в произвольной части тела путем приклеивания. Клейкая поверхность выполнена в виде полосы вокруг датчика электрического потенциала.A wireless module consisting of a housing in which are mounted: one electric potential sensor, IMU sensor, a wireless module for collecting, processing and transmitting data to an external device (for example, such as Bluetooth), a button for turning on / off, a battery, a body mount element with adhesive surface, light indication in the form of one RGB diode. The device is installed in an arbitrary part of the body by gluing. The adhesive surface is made in the form of a strip around the electric potential sensor.
Работа устройства организована следующим образом: при мышечных сокращениях устройство фиксирует электромиограмму, изменение поперечного сечения мышцы, а также ее движение в процессе сокращения. При движении устройства в пространстве вместе с телом пользователя, путем применения IMU датчиков устройство определяет изменения углов относительно начального положения устройства. Данную информацию, в частности, можно использовать для перемещения курсора на компьютере. Информацию о мышечных сокращениях, в частности, можно использовать для эмуляции щелчков компьютерной мыши. Например, одно короткое сокращение мышцы – щелчок левой кнопкой, длительное – правой кнопкой.The operation of the device is organized as follows: with muscle contractions, the device captures an electromyogram, a change in the cross section of the muscle, as well as its movement during the contraction. When the device moves in space with the user's body, by applying IMU sensors, the device determines changes in angles relative to the initial position of the device. This information, in particular, can be used to move the cursor on the computer. Information on muscle contractions, in particular, can be used to emulate computer mouse clicks. For example, one short contraction of a muscle is a left click, and a long contraction is a right click.
Вариант 2.Option 2
Устройство состоит из массива устройств, аналогичных варианту 1. Использование массива позволяет повысить точность определения движений пользователя.The device consists of an array of devices similar to option 1. Using the array can improve the accuracy of determining the movements of the user.
Вариант 3.Option 3
Устройство реализовано в виде кругового массива датчиков электрического потенциала (Фиг. 1-2), располагающихся в зоне предплечья, включающего в себя 1 или более датчик электрического потенциала, 1 или более IMU сенсор, микроконтроллер, средства беспроводной передачи информации на внешнее устройство, аккумулятор. Датчики помещены в отдельные корпуса, при этом выступают за грань корпуса, которая ориентирована внутрь кругового массива. В качестве элемента крепления к телу выступают две замкнутые эластичные полосы, опоясывающие руку. Датчики соединены с элементом питания и микроконтроллером проводным способом, посредством пайки или разъемов. Устройство осуществляет сбор информации о мышечных сокращениях с целью определения движений руки, кисти и пальцев. Для взаимодействия с пользователем устройство снабжено световой индикацией на каждом модуле. Устройство имеет кнопку включения/выключения. Для зарядки устройства применяется разъем USBMicro.The device is implemented as a circular array of electric potential sensors (Fig. 1-2) located in the forearm area, which includes 1 or more electric potential sensors, 1 or more IMU sensors, a microcontroller, means for wireless transmission of information to an external device, and a battery. The sensors are placed in separate housings, while protruding beyond the edge of the housing, which is oriented inward to the circular array. As an element of attachment to the body, there are two closed elastic bands encircling the arm. The sensors are connected to the battery and the microcontroller in a wired way, by soldering or connectors. The device collects information about muscle contractions in order to determine the movements of the hand, hand and fingers. To interact with the user, the device is equipped with a light indication on each module. The device has an on / off button. A USBMicro connector is used to charge the device.
Устройство работает следующим образом: надевается в зоне предплечья правой или левой руки, модули при этом ориентированы произвольно. В момент включения устройство запоминает начальное положение руки. При совершении движений рукой, устройство определяет текущий угол руки относительно начального положения. При совершении движений кистью и пальцами происходит сокращение мышц предплечья, расположенных под массивом датчиков. Устройство считывает данные сокращения (электромиограммы, изменение формы и перемещение мышц) и путем последующей обработки данных определяет текущее положение руки кисти и пальцев, а также понимает, какой жест совершается в данный момент. Полученная информация передается на внешнее устройство, где используется для ввода информации и/или управления.The device works as follows: put on in the area of the forearm of the right or left hand, the modules are randomly oriented. At the moment of switching on, the device remembers the initial position of the hand. When making hand movements, the device determines the current angle of the hand relative to the initial position. When making movements with a brush and fingers, there is a contraction of the muscles of the forearm located under the array of sensors. The device reads the data of the contraction (electromyograms, shape changes and muscle movements) and, through subsequent data processing, determines the current position of the hand of the hand and fingers, and also understands what gesture is being performed at the moment. The received information is transmitted to an external device, where it is used to enter information and / or control.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102073U RU196281U1 (en) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | Information input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102073U RU196281U1 (en) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | Information input device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU196281U1 true RU196281U1 (en) | 2020-02-21 |
Family
ID=69630837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019102073U RU196281U1 (en) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | Information input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU196281U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790546C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-02-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method for performing electromyography of masticatory and temporal muscles |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100231505A1 (en) * | 2006-05-05 | 2010-09-16 | Haruyuki Iwata | Input device using sensors mounted on finger tips |
US9060385B1 (en) * | 2007-04-20 | 2015-06-16 | Lloyd Douglas Manning | Universal bluetooth/wireless glove |
US20170164876A1 (en) * | 2014-07-17 | 2017-06-15 | Elwha Llc | Monitoring body movement or condition according to motion regimen with conformal electronics |
RU179301U1 (en) * | 2017-10-27 | 2018-05-07 | Федоров Александр Владимирович | VIRTUAL REALITY GLOVE |
US20180307314A1 (en) * | 2012-06-14 | 2018-10-25 | Medibotics Llc | Circumferential Array of Electromyographic (EMG) Sensors |
-
2019
- 2019-01-25 RU RU2019102073U patent/RU196281U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100231505A1 (en) * | 2006-05-05 | 2010-09-16 | Haruyuki Iwata | Input device using sensors mounted on finger tips |
US9060385B1 (en) * | 2007-04-20 | 2015-06-16 | Lloyd Douglas Manning | Universal bluetooth/wireless glove |
US20180307314A1 (en) * | 2012-06-14 | 2018-10-25 | Medibotics Llc | Circumferential Array of Electromyographic (EMG) Sensors |
US20170164876A1 (en) * | 2014-07-17 | 2017-06-15 | Elwha Llc | Monitoring body movement or condition according to motion regimen with conformal electronics |
RU179301U1 (en) * | 2017-10-27 | 2018-05-07 | Федоров Александр Владимирович | VIRTUAL REALITY GLOVE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790546C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-02-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method for performing electromyography of masticatory and temporal muscles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guo et al. | Human-machine interaction sensing technology based on hand gesture recognition: A review | |
KR102302640B1 (en) | Detecting and using body tissue electrical signals | |
CN1320419C (en) | User input apparatus | |
US9891718B2 (en) | Devices for measuring finger motion and recognizing hand gestures | |
Perng et al. | Acceleration sensing glove (ASG) | |
CN107943285B (en) | Man-machine interaction wrist ring, system and method based on biological myoelectricity | |
CN103654774A (en) | Wearable movable bracelet | |
CN103677265B (en) | Intelligent sensing glove and intelligent sensing method | |
Boldu et al. | Thumb-In-Motion: Evaluating thumb-to-ring microgestures for athletic activity | |
KR102057705B1 (en) | A smart hand device for gesture recognition and control method thereof | |
RU187548U1 (en) | VIRTUAL REALITY GLOVE | |
CN110908515A (en) | Gesture recognition method and device based on wrist muscle pressure | |
CN104571837A (en) | Method and system for realizing human-computer interaction | |
Shigapov et al. | Design of digital gloves with feedback for VR | |
CN115364327A (en) | Hand function training and evaluation rehabilitation glove system based on motor imagery | |
Lee et al. | Echowrist: Continuous hand pose tracking and hand-object interaction recognition using low-power active acoustic sensing on a wristband | |
CN107450672B (en) | Wrist type intelligent device with high recognition rate | |
RU196281U1 (en) | Information input device | |
RU2670649C1 (en) | Method of manufacturing virtual reality gloves (options) | |
CN116909390A (en) | Multi-mode data acquisition system based on glove | |
US20220253140A1 (en) | Myoelectric wearable system for finger movement recognition | |
US11592901B2 (en) | Control device and control method for robot arm | |
Müller et al. | Flex your muscles: EMG-based serious game controls | |
CN219758790U (en) | Augmented reality interactive glove system | |
CN211149310U (en) | Wrist formula intelligent device of high recognition rate |