Mensch-Computer-Schnittstelle: Per Augenzwinkern das Licht einschalten

Die Augen als Mensch-Computer-Schnittstelle - aber mal ganz anders. Amerikanische und chinesische Wissenschaftler haben einen Sensor entwickelt, der die Bewegungen in den Augenwinkeln erkennt, wenn ein Mensch zwinkert. Mit diesen Signalen steuern sie beispielsweise den Lichtschalter.

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Sensor am Brillenbügel erfasst Augenzwinkern:  Das Signal muss einen Schwellenwert überschreiten.
Sensor am Brillenbügel erfasst Augenzwinkern: Das Signal muss einen Schwellenwert überschreiten. (Bild: Georgia Tech/Screenshot: Golem.de)

Wissenschaftler aus China und den USA haben einen Sensor entwickelt, mit dessen Hilfe ein Computer auch ohne den Einsatz der Hände bedient werden kann. Mechnosensational Human Machine Interface (HMI) nennen sie das System, das unter anderem Gelähmten die Kommunikation ermöglichen soll.

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Der Sensor wird am Brillenbügel angebracht. Er besteht aus zwei Polymerlagen und einer Schicht aus Indiumzinnoxid, die als Elektrode dient. Zwinkert der Brillenträger mit dem Auge, bewirkt die Bewegung der Haut neben dem Auge, dass sich die Polymerschichten berühren und durch die Reibungselektrizität (Triboelektrischer Effekt) ein messbares elektrisches Signal erzeugen.

Mikrobewegungen im Augenwinkel erzeugen Signal

Die mechanische Mikrobewegung der Haut im Augenwinkel sei bisher nicht als Signalquelle in Betracht gezogen worden, berichten die Forscher um Zhong Lin Wang in der Fachzeitschrift Science Advances. Das Signal kann per Kabel oder Funk an einen Computer oder ein Mobilgerät übertragen werden. Sie hätten mit den Signalen beispielsweise ein Kontrollsystem für das Smart Home und eine drahtlose Tastatur gesteuert.

Wichtig dabei war, dass das System die Signale klar unterscheidet und nicht beim jedem Zwinkern einen Buchstaben erzeugt oder den Lichtschalter bedient. Dafür werde ein Schwellenwert definiert, sagte Wang dem britischen Wissenschaftsmagazin New Scientist. Das Signal muss den Schwellenwert überschreiten, um als solches erkannt zu werden. Der Nutzer muss also schon sehr deutlich zwinkern.

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Gedacht ist das System in erster Linie für Menschen, deren Bewegungsmöglichkeiten stark eingeschränkt sind, durch einen Unfall oder eine Krankheit wie Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), an der der Physiker Stephen Hawking erkrankt ist. Die Wissenschaftler wollen nun erforschen, ob sie den Sensor auch an anderen Körperteilen verwenden können und so beurteilen, ob er sich für robotische Anwendungen eignet.

Die Forscher um Wang vom Georgia Institute of Technology und dem Institute of Nanoenergy and Nanosystems in Peking haben 2015 eine Tastatur vorgestellt, die den Nutzer am Anschlag erkennt. Sie wird ebenfalls per Reibungselektrizität betrieben.

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