Mini-Radar macht den Unterarm zum Trackpad für Smartwatches

Die Bedienung von Smartwatches kann aufgrund der geringen Display-Größe schwierig sein. Forscher arbeiten aber an einer Lösung des Problems: Sie machen einfach den gesamten Unterarm zum Trackpad für die Uhr.

Finger weg vom Mini-Display

Mit EpiPad haben Forscher der North Carolina State University eine Technik entwickelt, die den Unterarm in ein Trackpad für Smartwatches verwandelt. Ein kleiner Radarsensor erkennt dafür Fingerbewegungen und Druck auf der Haut. Damit lassen sich Uhren bedienen, ohne den ohnehin kleinen Bildschirm berühren zu müssen. Auch für Wearables ohne Display könnte die Technologie neue Möglichkeiten eröffnen.

EpiPad nutzt einen kompakten Millimeterwellen-Radarsensor, der auf einem Armband sitzt und Veränderungen der Haut erfasst, wenn Nutzer ihre Finger auf den Unterarm drücken. Das System erkennt sowohl Bewegungen als auch die Stärke des ausgeübten Drucks. Dadurch sind Mehrfinger-Gesten und druckabhängige Eingaben möglich, wie sie von klassischen Laptop-Trackpads bekannt sind. EpiPad-Technik am Arm des Nutzers (Foto: Yuliang Fu, North Carolina State University) Das Sensorarray ist lediglich fünf mal vier Millimeter groß. Die Forscher entwickelten dazu passend ein Verfahren zur Signalverarbeitung, das Veränderungen der Radar-Phasendynamik auswertet und daraus die ausgeübte Kraft ableitet. Ergänzend kommen kompakte Machine-Learning-Modelle zum Einsatz, die Gesten erkennen und Eingaben interpretieren. Vor der Nutzung ist allerdings eine individuelle Kalibrierung erforderlich, die laut der Forschungsarbeit nur knapp vier Minuten dauert.

Besser als Touchscreens

In einer Untersuchung mit 20 Teilnehmern erreichte EpiPad eine Gestenerkennungsgenauigkeit von 92,8 Prozent. Die Erkennung der Druckstärke gelang mit einer Genauigkeit von 90,2 Prozent. In einem weiteren Echtzeittest verglichen die Wissenschaftler EpiPad mit einem herkömmlichen Touchscreen und einer cursorbasierten Steuerung durch Neigung des Handgelenks. Dabei schnitt das neue System sowohl hinsichtlich der Fehlerquote als auch der Effizienz besser ab.


Der aktuelle Aufbau besteht allerdings noch aus einem Armband mit offenliegender Platine. Die Entwickler halten eine Integration der Komponenten in reguläre Smartwatches aber für möglich. Die funktionalen Bauteile könnten nach ihrer Schätzung weniger als zehn Dollar (etwa neun Euro) kosten. Denkbar ist der Einsatz der Technik auch für Smart Glasses und andere Wearables ohne Bildschirm. Der Unterarm könnte dort als zusätzliche Eingabefläche dienen und die Steuerung über Knöpfe oder Displays ersetzen.

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