06.07.2017
Fraunhofer IGD arbeitet an Gesichtsgesten
1. Teil: „Smartphone mit einem Lächeln steuern“
Smartphone mit einem Lächeln steuern
Autor: Jens Stark
mirela bk / Shutterstock.com
Forschende des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD in Rostock haben mit EarFieldSensing (EarFS) eine Methode gezeigt, mit der Smartphones via Gesichtsgesten gesteuert werden können.
Heutige Mobilgeräte werden meist mithilfe eines Touchscreens gesteuert. Im Alltag gibt es jedoch viele Situationen, in denen sich diese Art der Bedienung nicht umsetzen lässt. Trägt man zum Beispiel Handschuhe oder hat die Hände mit Einkäufen voll, ist das Nutzen von Smartphone und Co. nur schwer möglich. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD suchen daher nach alternativen Konzepten zur Steuerung mobiler Geräte. Naheliegend ist die Steuerung via Sprache. Doch Herausforderungen wie Umgebungslärm sowie die soziale Akzeptanz setzen der Sprachsteuerung enge Grenzen. Die Lösung der Fraunhofer-Experten: Die Steuerung über Kopf- und Gesichtsgesten wie Augenzwinkern, Lächeln oder Nicken.
EarFS misst das Lächeln im Ohr
Dafür bedarf es möglichst unauffälliger Systeme wie zum Beispiel EarFS, einer Eigenentwicklung des Fraunhofer IGD. Dabei handelt es sich um einen speziellen Ohrstöpsel, der die Muskelströme und Verformungen des Ohrkanals misst, die bei Gesichtsbewegungen auftreten. Der Sensor registriert bereits kleinste Bewegungen im Gesicht durch die Art, wie sich die Form des Ohrkanals verändert, und misst Muskelströme, die bei der Bewegung des Gesichts oder des Kopfes entstehen.
"Die Herausforderung war, dass diese Ströme und Bewegungen mitunter sehr klein sind und verstärkt werden müssen", erklärt Denys Matthies, Wissenschaftler am Fraunhofer IGD. "Außerdem dürfen die Sensoren sich nicht von anderen Bewegungen des Körpers, zum Beispiel den Erschütterungen beim Gehen oder von externen Interferenzen stören lassen. Dafür wurde eine zusätzliche Referenzelektrode an das Ohrläppchen angebracht, die die von außen kommenden Signale registriert." Die im Inneren des Ohrs erfassten Signale werden mit den von außen kommenden Signalen abgeglichen – das verbleibende Nutzsignal ermöglicht eine eindeutige Gesichtsgestenidentifizierung, selbst wenn der EarFS-Träger sich bewegt.
2. Teil: „Gesichtsgesten bieten diverse Einsatzmöglichkeiten“
Gesichtsgesten bieten diverse Einsatzmöglichkeiten
EarFS ermöglicht nicht nur die direkte Interaktionen mit dem Smartphone wie etwa das Annehmen und Ablehnen von Telefonanrufen oder die Steuerung des Music-Players. Die Auswertung der Gesichtsbewegungen erlaubt auch Rückschlüsse auf Müdigkeit, Anstrengung und andere Gemütszustände des Nutzers. Dadurch könnten Smartphones beispielsweise Autofahrer warnen, wenn verstärkt Zeichen von Müdigkeit und Erschöpfung registriert werden, oder sich automatisch lautlos stellen, wenn ihr Besitzer hoch konzentriert arbeitet.
Einsatz in der Medizin
Denkbar ist der Einsatz der Technologie auch im medizinischen Bereich. Zum Beispiel könnte sie Menschen mit Locked-in-Syndrom helfen, leichter zu kommunizieren, indem sie ihnen ermöglicht, Computer mit Gesichtsbewegungen zu steuern.
Doch damit ist das Potenzial von EarFS laut den Fraunhofer-Forschern noch lange nicht erschöpft. "Das Differential Amplification Sensing, also das Verstärken von Muskelströmen und Ohrkanalverformungen bei gleichzeitigem Herausfiltern von externen Signalen, füllt eine Forschungslücke", so Matthies. "Mit der Technologie können wir auch an anderen Stellen des Körpers Aktivitäten ablesen und von externen Signalen trennen: Dies eröffnet uns weitere Einsatzmöglichkeiten, darunter die komplementäre Steuerung von Maschinen in der Industrie 4.0."
Studie
KI ist emotionaler als die meisten Menschen
Trotz der vielen nützlichen Möglichkeiten mindert laut einer Studie immer noch Misstrauen die Effektivität von Anwendungen der Künstlichen Intelligenz.
>>
Letzte Hürde genommen
USB-C kommt als einheitlicher Ladestandard
Nach dem Bundestag hat auch der Bundesrat einer EU-Richtlinie zugestimmt, die USB-C als einheitlichen Anschluss zum Laden von Elektrogeräten festlegt.
>>
Autohersteller
Erstes Smartphone von Polestar
Autohersteller Polestar hat in China sein erstes Smartphone vorgestellt, das vor allem gut mit den Fahrzeugen des Herstellers zusammenarbeiten soll.
>>
Bad News
Game macht Fake News spielerisch erkennbar
Wissenschaftler der Universität Uppsala haben ihr Online-Spiel "Bad News" erfolgreich an 516 Schülern getestet. Es soll helfen, manipulative Techniken in Social-Media-Posts zu erkennen.
>>