NI工程師演示用眼睛玩超級(jí)瑪利

美商國家儀器(National Instruments，NI)旗下的滑鐵盧實(shí)驗(yàn)室(Waterloo Labs)工程師，最近釋出了“眼球控制超級(jí)瑪利(EyeMario)”的LabView程序源碼，并展示了游戲玩家如何能通過眼睛來操控任天堂(Nintendo)游戲機(jī)。

EyeMario參考設(shè)計(jì)，是NI軟件與美商亞德諾(ADI)的電氣隔離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(electrically isolated)的結(jié)合，而且NI已經(jīng)提供程序源代碼供免費(fèi)下載。除了玩游戲，EyeMario也可應(yīng)用來治療弱視(amblyopia，又稱lazy eye)，或是幫助那些失去雙手的身障者。

“在醫(yī)療領(lǐng)域，這種儀器并不是新的，不過我們拿它來做控制應(yīng)用是第一次；”滑鐵盧實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)成員、模擬硬件工程師Chris Culver表示：“在電影《貝武夫：北海的詛咒(Beowulf)》中，曾用這種技術(shù)來追蹤演員的眼球運(yùn)動(dòng)，以將其映像到計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作的角色。”

該種技術(shù)的原理，是因?yàn)楫?dāng)眼睛后方視神經(jīng)退出的部分有更高負(fù)極性(negative polarity)時(shí)，眼球會(huì)像是雙極子(dipole)那樣被極化(polarized)。利用在眼睛周圍貼附電極，然后在眼球轉(zhuǎn)動(dòng)到不同方向時(shí)量測(cè)其電氣極性，就能推斷出眼睛所聚焦的、屏幕上的特定物體。

NI產(chǎn)品營銷工程師Doug Farrell親自示范如何用眼睛玩超級(jí)瑪利游戲

通過以上技術(shù)，在滑鐵盧實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)試員，已經(jīng)能夠完全不用手來操控任天堂游戲中超級(jí)瑪利的運(yùn)動(dòng)方向與動(dòng)作。

為了在不傷害到受測(cè)者的前提下安全監(jiān)測(cè)到眼球的微弱類雙極子極性，NI采用了ADI的iCoupler技術(shù)；該技術(shù)利用Sigma-Delta調(diào)變，將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為1位的數(shù)據(jù)流，而且就算電路板故障也不會(huì)傷到受測(cè)者，因?yàn)樵摷夹g(shù)采用了會(huì)隔離傳感器輸入的芯片上變壓器。

“我們的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是完全絕緣的——這是采用iCoupler技術(shù)的組件；”ADI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品營銷總監(jiān)Steve Hinderliter表示：“該組件能隔離游戲玩家與游戲機(jī)的110V電源供應(yīng)。”

EyeMario原型機(jī)采用的是AD8221精密儀器放大器，將來自受測(cè)者眼球的信號(hào)，傳遞到一片內(nèi)含F(xiàn)PGA組件的子板上的AD7401模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；然后NI的LabView應(yīng)用程序會(huì)量測(cè)眼球的運(yùn)動(dòng)方向，將其轉(zhuǎn)譯為任天堂游戲機(jī)可識(shí)別的控制信號(hào)。