灵活的传感器、友好的交互界面在新型人机交互研究和智能设备开发中起着至关重要的作用。然而在设计以人为中心的具有方便且高效的自然交互界面仍然面临着重大挑战。近日，华中科技大学陶光明教授团队在Nature Communications期刊发表的题为“Imperceptible, designable, and scalable braided electronic cord”的研究论文，提出了一种具有无感化、可设计、可工业量产的编织电子绳，并实现具有无感化的人机交互界面。该编织电子绳是一种小型化柔性纺织品，其外观与自然纺织品无异。为实现高精度交互，本文设计了一种多特征融合算法，其可以实现在编织电子绳上精准识别触摸位置、触摸区域以及触摸手势的动作。识别的结果被反馈到各种交互式终端，不同的交互功能展示了绳结形态的设计多样性和应用多样性。编织电子绳具有用户友好性、优异的耐用性和丰富的交互模式，有望促进未来人机一体化的发展。

  绳子作为人类使用的最古老的材料之一，是最强大的工具之一，也是最被忽视的工具。在1956年出版的《马林斯派克水手》（The Marlinspike Sailor）一书中，海洋插图画家赫维?史密斯（Hervey Garrett Smith）曾写道，绳子“可能是人类最了不起的发明”。一束纤维也许看似做不了什么事，但是，当纤维纺成纱线、纱线拧成股线、股线编成绳子或绳索时，就会变得强大而灵活，创造出无限的可能性。从缝制衣物，到连接、绑结各种物体，一根绳线或绳索有许多的用途，很难想象一个没有某种形式的绳子或绳索来完成诸多任务的人类文化。

图1编织电子绳的工业制造过程概述

图2 编织电子绳的性能表征

图3 基于编织电子绳的人机交互系统

  基于编织电子绳的交互系统采用多特征融合算法，如图3所示，可以识别编织电子绳的不同位置、不同接触区域以及在单个编织电子绳上执行的不同动作的手势，且具有较高的交互准确率（96%）。

  得益于绳的细直径，柔软，一维形态的特点，如图4所示，基于编织电子绳的交互系统有多种设计策略，例如以发绳、手环、乐器、枕头等形态融入生活。编织电子绳可集成于发辫中实现音乐播放器的播放、切歌、暂停、调节音量等功能。

图4 基于编织电子绳的智能交互应用场景

触控枕头

  原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34918-x 

通信作者简介

  陶光明，华中科技大学武汉光电国家研究中心和材料科学与工程学院教授，致力于研究纤维光电子学的交叉学科研究工作，在Science等学术期刊发表论文超80篇，拥有已授权国际/国内发明专利35项、申请国家发明专利45项。陶教授任中国材料研究学会纤维材料改性与复合技术分会理事会副主任、中国光学学会红外与光电器件专业委员会委员、Advanced Fiber Materials期刊副主编、《激光与光电子学进展》编委、《纺织学报》编委、中国奥林匹克委员会备战巴黎奥运会科学顾问、湖北省拳击协会发起人和副会长等。陶教授所带领的科研团队围绕着产业技术创新关键问题，创建了世界上首条光学超材料织物器件生产线，成果入选“2021年中国光学十大进展”、入选“2021 中国光学领域十大社会影响力事件(Light10)”，入选“2021年度中国科学十大进展”候选项目等，科研工作详见：http://fibers.wnlo.hust.edu.cn/。