一項新的研究發現，在微型麥克風的幫助下，從廚房臺面到夾克袖子等日常表面都可以變成觸控板，這些麥克風可以拾取穿過表面傳播的聲波。

長期以來，科學家們一直在探索使用聲學傳感器來檢測觸摸產生的振動，作為觸摸屏的更簡單替代方案。然而，加速度計、傳統麥克風和接觸式麥克風等聲學傳感器通常僅限于低帶寬，限制了它們的潛在應用。

因此，由密歇根大學安娜堡分校計算機科學家Alanson Sample領導的研究人員沒有依賴于在太空中快速傳播的傳統聲波，而是利用每當物體接觸固體物體時在其表面產生波紋的聲波進行了探索。長期以來，移動電話和其他設備一直依賴表面聲波（SAW）來幫助操縱無線電信號。

科學家們對語音拾取單元（VPU）進行了實驗，這種聲學傳感器最初是為耳塞設計的，用于捕捉從聲帶傳播到內耳的聲波，讓佩戴它們的人能夠在擁擠、嘈雜的環境中說話并被清晰地聽到。這些傳感器是密封的，有助于它們拒絕通過空氣傳播的聲波，同時通過接觸捕獲SAW。

這些2.65x3.5毫米語音拾取單的關鍵組件是使用與MEMS相同的方法制造的。Sample表示，這使語音拾取單具有比傳統接觸式麥克風更寬的感應范圍。

Sample指出，結果是一個非常寬的20赫茲到20千赫頻帶的聲學接觸式麥克風。他說，與之前的小工具相比，結合研究團隊定制的信號處理和機器學習管道，新系統可以從一組更豐富的觸摸事件、手勢和物體中感知和識別SAW，在連續表面上的任何地方，都不會受到背景噪聲的干擾。

Sample說：“總而言之，名為SAWsense的新系統允許我們在幾乎任何物體或設備上創建輸入界面，并檢測桌子和地板等表面上的各種活動。一個優點是，產品設計師只需要在一個物體上添加一個傳感器，而不需要添加多個按鈕或觸摸傳感器。”

科學家們嘗試在各種表面和物體上添加手勢界面。例如，在桌子等傳統平面上，SAWSense可以識別觸控板式的手勢，例如點擊和滑動。借助第二個VPU傳感器，它還可以檢測這些手勢的方向。“我們將VPU傳感器添加到筆記本電腦的腳部，有效地在桌面上創建了一個虛擬觸控板，使用戶能夠瀏覽Web和PDF，”Sample說。

研究人員使用SAWsense將觸摸界面添加到更不尋常的幾何形狀中，例如在玩具龍上輕拍頭部和摩擦腹部。它們還可以增強夾克袖子等織物，表明SAW不限于剛性表面。

此外，科學家們還調查了SAWsense除了在表面上識別手勢外，還能幫助識別哪些活動。Sample說：“例如，我們分析了常見的膳食準備任務，如切碎、攪拌、去皮、混合、混合、沸水，發現我們的系統可以很容易地在表面的任何地方檢測到這些事件。”。總而言之，它可以識別16種不同的烹飪相關任務。

在所有這些示例中，SAWsense的準確度都超過97%。這種新的傳感技術“將使產品設計人員能夠在我們最喜歡的電子設備中創建成本更低、更有效的觸摸界面，并通過讓計算系統更好地了解用戶的活動和需求來實現新的智能家居應用，”Sample說。

審核編輯：劉清