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微软的 Kinect 技术 让游戏玩家可以使用自然的动作而不是控制器来踢虚拟足球或滑数字滑板。然而，它只能检测和解释全身运动——对于解释较小身体部位（如手指）的运动相对来说束手无策。现在，微软的研究人员正在开发一种腕戴式传感器，通过手腕的轻 flick 或手指的 snap 来控制视频游戏——以及手机、平板电脑、电脑和电视。
就像蜘蛛侠的蛛网发射器一样，这款名为 Digits 的设备恰如其分地绑在手腕内侧。为了追踪手部运动，它使用了红外 (IR) 摄像头、激光器、发光二极管 (LED) 和一个惯性测量单元。激光器在手掌内侧投射一条红外线，当手指和拇指向内弯曲时，红外线与它们相交并标记距离。当手掌闭合时，激光器与更靠近手掌的手指相交，并记录这些测量值。
通过三角测量摄像头、激光器以及激光照射到的手部不同点的位置，该设备可以重建一个虚拟手，该虚拟手可以模仿佩戴 Digits 设备的手的运动，精度在 0.1 毫米以内。当佩戴者将其与手机或其他设备一起使用时，这个虚拟手将出现在屏幕上（请参阅下面的视频，由微软研究院提供）。
Digits 佩戴者可以控制移动设备上的不同功能——例如，通过模仿拨动转盘来切换 mp3 文件，通过上下移动手来操作一个隐形的滑块来调节音量，或者通过竖起大拇指的手势来接听电话——甚至无需从口袋或手提包中取出这些设备。
研究人员的目标是达到能够捕捉人手全部灵巧程度的保真度水平，从而实现与电气设备的精细交互，精确到单根手指，微软研究院传感器和设备组的研究员 David Kim 说。* Kim 也是纽卡斯尔大学文化实验室数字交互组的成员，他和几位同事上周在马萨诸塞州剑桥市举行的 ACM 用户界面软件和技术研讨会上展示了 Digits 研究成果。
“这是可穿戴的，可以随身携带到任何地方，” Kim 说。“因此，您可以在您的物理世界中进行交互——工作、烹饪或阅读——然后随时随地自发地与虚拟内容进行交互。”
研究人员于一月份开始 Digits 的研发工作，并在次月构建了一个可以执行基本功能的工作版本，并在四月份构建了一个更完整的模型。他们将能够如此快速地推出原型归功于他们在其他自然用户界面项目（包括 KinectFusion 和 Holodesk）方面的工作经验。
尽管原型机太大太笨重，无法一直佩戴，但研究人员表示可以将 Digits 缩小到手表大小。将这款 125 克重的设备小型化到腕表大小的主要挑战是使用更小的组件——网络摄像头外壳、激光器和 LED。研究人员使用 3D 打印机 制作了最新原型机的外壳，这意味着可以快速且廉价地制造新的外壳。其他组件的小型化将取决于在市场上找到更小的激光器和 LED。研究人员还在考虑开发一种弹出式版本的设备，该设备在不使用时可以平放在手腕上。这可能需要开发更多定制组件。
此外，研究人员还必须扩大 Digits 可以捕捉的手部运动范围。“目前我们无法覆盖整个运动范围，” Kim 承认。“如果您伸直手指并将它们向后伸展得太远，激光将不会照亮您的指尖，这意味着红外摄像头将无法看到它们。对此的一种解决方案是在手腕背面设置第二组组件，以覆盖整个手指运动范围。” 微软研究院传感器和设备组的研究员 Otmar Hilliges 说，在原型机中，一根手指也可能遮挡其他手指，阻挡激光和摄像头的视线。
目前还不清楚 Digits 在阳光直射下是否能正常工作，或者阳光是否会干扰红外激光——微软尚未测试这种情况。鉴于智能手机和其他小工具在白天使用的频率以及该技术的其他局限性，手势信号可能还需要一段时间才能成为控制无线小工具的默认方式。
*编者注（2012 年 10 月 16 日）：研究人员 David Kim 和 Otmar Hilliges 目前是微软研究院 交互式 3D 技术组 的成员，该小组于今年早些时候从微软研究院的传感器和设备部门分离出来，专注于基于新型硬件和算法的各种形式的 3D 交互。