Новый носимый гаджет позволяет управлять машинами и роботами жестами — даже в движении

Motion Design INSIDER

Носимая система, наклеенная на тканевую накладку. (Изображение: исследователи)

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали новое поколение носимой системы, позволяющей людям управлять машинами с помощью повседневных жестов — даже во время бега, езды в машине или плавания на бурных океанских волнах.

Система, описанная в выпуске Nature Sensors от 17 ноября 2025 года, сочетает растяжимую электронику с искусственным интеллектом для преодоления давнего вызова в носимых технологиях: надёжного распознавания жестовых сигналов в реальных условиях.

Носимые технологии с жестовыми датчиками работают хорошо, когда пользователь сидит неподвижно, но сигналы начинают рассыпаться под чрезмерным шумом движения, объяснил соавтор Сианджунь Чэнь, постдок в кафедре химической и наноинженерии имени Айисо Юфэн Ли в школе инженерии Джейкобса UC San Diego. Это ограничивает их практичность в повседневной жизни. «Наша система преодолевает это ограничение», — сказал Чэнь. «Интегрируя ИИ для очистки зашумлённых сенсорных данных в реальном времени, технология позволяет повседневным жестам надёжно управлять машинами даже в высокодинамичных средах».

Технология может позволить пациентам в реабилитации или людям с ограниченной подвижностью использовать естественные жесты для управления роботизированными помощниками без зависимости от тонкой моторики. Индустриальные рабочие и первые респондеры потенциально могут использовать технологию для бесконтактного управления инструментами и роботами в высокодинамичных или опасных средах. Она может даже позволить водолазам и удалённым операторам командовать подводными роботами несмотря на турбулентность. В потребительских устройствах система может сделать жестовое управление более надёжным в бытовых условиях.

Работа была сотрудничеством между лабораториями Шэн Сю и Джозефа Ван, обоих профессоров кафедры химической и наноинженерии имени Айисо Юфэн Ли в школе инженерии Джейкобса UC San Diego.

Насколько известно исследователям, это первая носимая человек-машинный интерфейс, надёжно работающий в широком диапазоне движенческих помех. Как результат, она может работать так, как люди действительно движутся.

Устройство — мягкий электронный патч, наклеенный на тканевую накладку. Оно интегрирует датчики движения и мышц, Bluetooth-микроконтроллер и растяжимую батарею в компактную многослойную систему. Система обучена на композитном датасете реальных жестов и условий: от бега и тряски до движения океанских волн. Сигналы с руки захватываются и обрабатываются кастомизированным фреймворком глубокого обучения, который отсекает помехи, интерпретирует жест и передаёт команду для управления машиной, например роботизированной рукой, в реальном времени.

Система тестировалась в множестве динамических условий. Испытуемые использовали устройство для управления роботизированной рукой во время бега, под воздействием высокочастотных вибраций и под комбинацией помех. Устройство также валидировалось в симулированных океанических условиях с использованием симулятора океано-атмосферных исследований Скриппса в институте океанографии Скриппса UC San Diego, воссоздавав как лабораторные, так и реальные морские движения. Во всех случаях система обеспечивала точную, низколатентную производительность.

Изначально проект был вдохновлён идеей помощи военным водолазам управлять подводными роботами. Но команда вскоре поняла, что помехи от движения — не только подводная проблема. Это общая проблема всей области носимых технологий, давно ограничивавшая производительность таких систем в повседневной жизни.

«Эта работа устанавливает новый метод шумоустойчивости в носимых датчиках», — сказал Чэнь. «Она проложила путь к próximaм поколениям носимых систем, которые не только растяжимы и беспроводны, но также способны обучаться из сложных сред и индивидуальных пользователей».

Источник