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兵在掌上阅 亮剑弹指间

眼动跟踪技术——

让机器读懂你的“眼神”


■张 鹏 赵凌阳

著名科学家霍金教授年轻时因患有肌肉萎缩疾病,几乎完全瘫痪,需要通过技术与外界沟通。因特尔研究院的技术专家经过长期努力研发出一款环境感知辅助系统,通过侦测眼球转动即能在电脑屏幕“打字”,最终有效改善了这位科学天才与世界的沟通方式。

人类与外界进行信息交互时,80%以上的外界信息是通过眼睛获得的。眼睛在获取外界信息时,会产生瞳孔面积、晶状体曲率、眼球位置的变化。眼动追踪技术,就是利用软件算法、机械、电子、光学等各种检测手段获取眼睛注视方向及关注点的技术。随着光学传感器技术和计算机信息处理能力的提高,眼动跟踪技术的快速发展,使眼睛由信息输入转变成“输入与输出”相结合的器官。

眼动跟踪技术可提供人与机器更加方便、快捷、自然的交互方式。在航空飞行中,飞行员通常使用仪表、平面显示器以及更为先进的头盔显示器来接收信息,实现对目标的动态锁定。当飞行员头部转动时,光电设备或电磁设备能实时记录并计算出飞行员头盔的角度来调整视野范围,并自主跟踪目标,实现视景显示与目标跟踪的随动。但在高过载条件下,转动头部十分困难,还易损伤颈部。使用眼动跟踪技术的头盔,能够用眼睛转动代替头部转动,通过实时测定飞行员眼睛瞄准线的方向,观瞄系统能更加快捷地跟踪、锁定目标,从而提高飞行员的反应速度。目前,眼动跟踪技术作为头盔瞄准具的重要功能模块,已经在新一代战斗机、新型飞行员头盔中投入使用。

飞行员或航天员需要操作和管理复杂的控制系统,在执行重要任务时,既要用眼睛观察周围环境,又需要细致地注视控制系统完成精确的控制动作。利用眼动跟踪技术能够评估飞行员或宇航员在操作时如何分配注意力,读懂人与机器互动的“习惯”,可以更加科学地设置仪表、屏幕、按钮等显示和控制系统,实现最佳的人机交互效果。

此外,眼动跟踪技术还可应用于心理学、医学、产品测试、体育运动、汽车驾驶等多个领域。例如:利用眼动跟踪技术探索人在信息获取过程中的心理活动和心理现象;监控汽车驾驶员的眼睛运动情况,防止疲劳驾驶;通过跟踪眼睛视线向计算机输入对应的数据或发送指令,从而控制电脑的操作系统,帮助只能控制眼睛肌肉的重度残疾者进行控制、通信、 娱乐等。另外,在智能手机、计算机、具有人机交互功能的家用电器、虚拟现实和游戏等领域,眼动跟踪技术能够解放双手,通过“眼神”来操作相应的系统和设备。

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