Smartwatch: Skintrack macht den Arm zum Touchpad

Forscher haben ein System entwickelt, das die Bedienung einer Smartwatch auf den kompletten Arm ausweitet: Mit Skintrack lassen sich so Touch- und Hover-Gesten auch außerhalb eines kleinen Displays ausführen. Marktreif ist die Technik aber noch nicht.

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Das Skintrack-System in seinen Einzelteilen: Links das Sensorarmband, rechts der signalgebende Ring
Das Skintrack-System in seinen Einzelteilen: Links das Sensorarmband, rechts der signalgebende Ring (Bild: CMU)

Wissenschaftler der US-amerikanischen Carnegie-Mellon-Universität (CMU) haben mit Skintrack eine Möglichkeit entwickelt, Touch-Eingaben bei einer Smartwatch zuverlässig auch außerhalb des Displays der Uhr auszuführen. Die Gesten werden dabei direkt auf dem Arm durchgeführt und erfordern keine spezielle Beschichtung auf der Haut.

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Auch auf der Hand können Touch-Eingaben gemacht werden. Eine vom CMU-Team mit der neuen Technik ausgestattete Smartwatch lässt sich auf diese Weise ganz anders als bisher bedienen: Zum Scrollen können der Arm oder die Hand verwendet werden, auch Swipe-Bewegungen sind möglich. Ebenso lassen sich bestimmte Apps und Aktionen durch auf den Arm gezeichnete Shortcuts aufrufen.

  • Die Funktionsweise von Skintrack in schematischer Darstellung. (Bild: CMU)
  • Das Sensorarmband und der das Signal emittierende Ring von Skintrack (Bild: CMU)
  • Eine mit Skintrack ausgestattete Smartwatch lässt sich mit Gesten auf dem Arm und der Hand bedienen. (Bild: CMU)
  • Hier wird eine Telefonnummer auf dem Handrücken eingegeben. (Bild: CMU)
  • Apps können auf eine virtuelle Ablage auf dem Arm gezogen und später wieder hergestellt werden. (Bild: CMU)
  • Auch auf dem Arm gemalte Shortcuts sind denkbar. (Bild: CMU)
Die Funktionsweise von Skintrack in schematischer Darstellung. (Bild: CMU)

Selbst durch Kleidung hindurch werden die Touch-Eingaben erkannt. Grundlage für die Technik ist ein schwaches, hochfrequentes Wechselstromsignal, das über einen speziellen Ring am Zeigefinger emittiert wird. Das durch die Haut des Arms übertragene Signal wird durch Elektroden am Armband der Uhr aufgefangen; die Phasenlaufzeit des Signals dient dem System dazu, den Eingabepunkt - also die Stelle, an der der Finger den Arm berührt - zu lokalisieren.

Genauigkeit hängt von Lernphase ab

Skintrack erzielt dabei eine Genauigkeit von 99 Prozent, dass die eingegebene Stelle korrekt erkannt wird. Diese hohe Erfolgsquote erfordert allerdings eine Lernphase des Systems, in welcher der Träger es konfiguriert. Wird dieses Anlernen unterlassen, ist das System weniger akkurat. Beim Anlernen werden bestimmte Punkte auf dem Arm und der Hand berührt, um das System darauf zu kalibrieren. Wird ein derartig angelerntes Skintrack-Armband abgenommen und wieder angelegt, ist es ebenfalls bereits weniger genau.

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Das vom Ring durch den Finger gesendete Wechselstromsignal ist stark genug, um auch Hover-Gesten über dem Arm oder der Hand zu ermöglichen. Das Signal soll dabei für den Menschen ungefährlich sein. Skintrack ist aktuell noch ein Forschungsprojekt, das dahinterstehende Team glaubt aber, dass die Technik auch miniaturisiert und verbessert in künftige Smartwatches eingebaut werden kann.

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