Skinput: pele substitui touchpads e telas sensíveis ao toque

Sensores bioacústicos
Esqueça os touchpads dos notebooks ou as telas sensíveis ao toque de computadores, celulares e outros equipamentos portáteis.
Uma combinação de sensores bioacústicos e um programa de inteligência artificial pode transformar os dedos, os braços - ou virtualmente qualquer parte do corpo - em um teclado virtual para controlar telefones celulares inteligentes e outros equipamentos eletrônicos.
A tecnologia, batizada de Skinput - uma mescla de skin (pele) e input (entrada de dados), foi desenvolvida por Chris Harrison e Desney Tan Dan Morris, da Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos.

Teclado virtual
O Skinput foi apresentado nesta segunda-feira (12/04) durante a conferência anual Fatores Humanos nos Sistemas de Computação, realizada em Atlanta.
A inspiração para o desenvolvimento dessa "interface natural", segundo os pesquisadores, veio do crescente aumento do poder computacional dos equipamentos portáteis.
Contudo, as dimensões dos smartphones, dos tocadores de MP3 e de outros equipamentos portáteis - dimensões que caminham no sentido oposto do seu poder de processamento - torna difícil sua utilização, limitando seu uso potencial pela dificuldade de acionar seus teclados ou suas telas sensíveis ao toque.
"Com o Skinput, nós podemos usar nossa própria pele - o maior órgão do corpo humano - como um dispositivo de entrada", disse Harrison. "É meio louco pensar que poderíamos criar interfaces em nossos corpos mas, no final das contas, isso faz muito sentido. Nossa pele está sempre conosco, tornando-se a superfície de toque interativa por excelência."

Sensor acústico e inteligência artificial
No protótipo de teclado virtual apresentado na conferência, os sensores acústicos estão ligados ao antebraço. Esses sensores captam o som gerado por ações como bater levemente com os dedos ou simplesmente tocar no antebraço.
O som captado não é o que é transmitido através do ar, mas aquele que vem por ondas transversais através da pele, e por ondas longitudinais, ou de compressão, que viajam através dos ossos.
Harrison descobriu que o toque de cada dedo sobre diversas localizações ao longo braço produz uma assinatura acústica única, que pode ser identificada por um programa de aprendizagem de máquina.
O programa de inteligência artificial, que melhora seu desempenho à medida que é usado, é capaz de determinar a assinatura de cada toque analisando 186 diferentes características dos sinais acústicos, incluindo sua frequência e amplitude.

Teclado na pele
Em um teste envolvendo 20 voluntários o teclado virtual projetado sobre a pele foi capaz de identificar as entradas com 88 por cento de exatidão.
A precisão depende da proximidade do toque com os sensores: toques no antebraço puderam ser identificadas com 96 por cento de exatidão quando os sensores estavam fixados abaixo do cotovelo.
"Não há nada de super sofisticado sobre o sensor em si", disse Harrison, "mas ele exige um certo processamento especial. É como um tipo de mouse - a mecânica do sensor em si não é revolucionária, mas ele está sendo usado de uma maneira revolucionária."
O sensor do Skinput é formado por uma matriz de sensores de vibração de alta precisão, feitos com películas piezoelétricas, montados de forma a poderem oscilar.
Além da braçadeira com os sensores e o programa de interpretação dos dados, o Skinput inclui um pequeno projetor para desenhar o teclado sobre a pele.

Propriocepção
Equipamentos simples, como tocadores de MP3, podem ser controlados simplesmente tocando a pele com a ponta dos dedos, sem a necessidade da projeção dos botões - ou seja, o teclado seria ainda mais virtual, sem nem mesmo a imagem projetada.
Na verdade, o Skinput pode tirar proveito da propriocepção - o sentido que uma pessoa tem da configuração do próprio corpo, permitindo a interação sem nem mesmo olhar para a pele - veja mais em Visão através da pele: esoterismo ou revolução na captura de imagens?
Embora o protótipo ainda seja grande e projetado para se encaixar no braço, a matriz de sensores pode ser facilmente miniaturizada, chegando ao tamanho de um relógio de pulso.

Restrições
Os testes indicaram que a precisão do Skinput é menor nas pessoas mais gordinhas, e a idade e o sexo também podem afetar a precisão. O uso da interface correndo ou andando também pode gerar ruído e degradar os sinais.
Mas, argumentam os pesquisadores, a quantidade de testes foi limitada, e a precisão provavelmente seria melhor se o programa de inteligência artificial tivesse oportunidade de colher mais informações em tais condições.