FingerIO，通过将智能手表或手机变成声纳设备，使得你在附近任何物体上的写作或者手势，成为和移动设备交互的工具。
（图片来源：Dennis Wise/大学）
目前智能手表以及穿戴设备，为了便携性和美观，正在变得越来越小。但是，这样让用户和显示屏之间的交互，因为尺寸的缩小，而变得越来越难。手指在小的屏幕上移动，很不方便。
所以这就需要产生一项新的技术。由大学的计算机科学家和电子工程师开发的一种新的声纳技术。而对于声纳的，之前主要用于在水中进行观察和测量，由于电磁波在水中衰减的速率非常的高，无法做为侦测的讯号来源，以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。但是声纳应用到消费电子设备上，目前还是比较全新的尝试，这就是FingerIO技术说进行的探索。
FingerIO技术具体描述
FingerIO是一项精确的手指追踪技术，让现有的智能手表或者手机周围的空间，变成一个可交互的表面。FingerIO无需通过传感器追踪手指，即使在手指和设备之间存在遮挡的情况下，仍然可以有效的工作。它将设备变成一个活跃的声纳系统，传送听不到的声音信号，并且利用麦克风追踪手指的回声。为了实现亚厘米级的追踪精度，研究人员使用了一种在无线通信中用到的调制技术，称为正交频分复用(OFDM)。
根据研究人员的评估显示，FingerIO使用Android智能手机的内置麦克风和扬声器，可以完成2维手指移动追踪，平均精度8毫米。当手机在口袋里的时候，它也能追踪手指在设备周围的移动。最后，研究人员还设计了一个智能手表形式的FingerIO设备原型，并且展示它可以扩展交互空间，达到在设备周围0.5 X 0.25平方米的面积，在和手指之间被完全遮挡的情况下，仍然可以有效工作。
FingerIO使得人们和微小的智能手表之间的交互变得全新而且简单。
（图片来源：Dennis Wise/大学）
使用FingerIO，你轻弹一下手指，就可以对智能手机调高音量，按键，或者滚动菜单，而不需要触摸屏幕，甚至你可以写下搜索命令，或者在空气中打字，这样比在小小的手表屏幕上要简单的多。
与其他同类技术的优缺点比较
这种追踪手指运动的方式，相对于摄像头追踪来说，优点是不需要担心视线阻碍，特别是被衣服或者其他障碍物遮挡的时候。而相对于雷达这样技术来说，优点则是，不需要定制传感器硬件，和花费更大的计算机功耗。相对于无线电波来说，声音信号传输的较慢，不需要很大的带宽。在成本上，每个设备都有扬声器和麦克风，所以并不需要额外的硬件。
但是声纳的回声很微弱，不足以追踪高分辨率的手指移动。几个厘米的错误，让它很难区分这是一个单词或者一个手势。
大学的研究人员，使用了一种在无线电通信中的特殊的信号，正交频分复用，它可以完成使用声波对于高分辨率手运动的追踪。他们的算法利用正交频分复用信号的属性，来追踪回声中的相性变化，并且纠正任何手指的误差，来完成亚厘米级别的手指追踪。
用户测试智能手机的过程中，通过FingerIO计算手指（绿色）精确度达8毫米，对比在另一块的触摸屏上的运动轨迹记录（黑色）。
（图片来源：Dennis Wise/大学）
这项技术的测试情况
为了测试这个方案，研究人员设计了一个Android设备上的FingerIO原型App，并且将它下载到现有的Galaxy S4的智能手机上，以及具有两个麦克风的智能手表上，来记录手指运动的二维轨迹。
研究人员让测试者，在一个触摸板上画星星，乱涂乱画，或者写数字8。触摸板放在运行FingerIO设备的附近，用来和FingerIO设备记录的轨迹进行对比。
FingerIO记录的轨迹和真实的对比情况如下，在智能手机上达到0.8厘米误差，在智能手表上1.2厘米误差。研究称人的手指已有1厘米的厚度，所以这个精度已经不错了。
对于技术的展望
研究团队下一步将尝试同时追踪多个手指，并且通过为设备添加更多的麦克风来追踪三维的情况。
IntelligentThings认为，声纳定位技术在移动设备上固然有很多优点，但是传输速率和带宽是否已经达到要求？因为一部分的延时，会影响用户体验。所以这项应用在移动设备上，未来的前景如何？这也是我们需要继续观察。我们希望见到这项技术进一步完善，未来产生更多的具体应用。
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