智慧指甲：透過指甲形變偵測手指在堅硬表面上的互動穿戴式裝置

Abstract

近年來，壓力感測已經被廣泛使用來將讓觸控螢幕的感應不只有兩種狀態（有碰觸或是沒有碰觸），而是因使用者按壓程度不同，而產生不同的互動結果，創造了全新的互動模式。 然而，先前學者所提出的壓力感測技術主要還是著重於在裝置上加裝壓力的感測元件，進而限制了壓力感測區域。 此篇論文，智慧指甲：透過指甲形變偵測手指在堅硬表面上的互動穿戴式裝置，提出了一個新的技術，利用了指甲上細微的形變來偵測使用者在堅硬表面上的互動，並能夠辨識出手勢按壓程度的不同，進而擴展壓力感測的區域。 過程中實作了此感應技術的原型，為一個利用九個應變歸所組成的三乘三應變歸元件陣列，並透過此原型放在使用者的指甲上來感測指甲上的形變。 為了證明此感應技術的實際能力，實驗中收集了十二人使用者實際操作資料，其中包含了十種手勢，輕與重的上下左右滑以及輕與重的點擊，計算結果後得到了84.67%正確辨識率。 最終，我們提出了兩個適合此技術的應用，包含控制頭戴式裝置以及遠端螢幕。

Force sensing has been widely used for bringing the touch from binary to multiple states, creating new abilities on surface interactions. However, prior proposed force sensing techniques mainly focus on enabling force-applied gestures on certain devices. This paper presents Nail+, a technique using fingernail deformation to enable force touch sensing interactions on everyday rigid surfaces. Our prototype, 3×3 0.2mm strain sensor array mounted on a fingernail, was implemented and conducted with a 12-participant study for evaluating the feasibility of this sensing approach. Result showed that the accuracy for sensing normal and force-applied tapping and swiping can achieve 84.67% on average. We finally proposed two example applications using Nail+ prototype for controlling the interfaces of head-mounted display (HMD) devices and remote screens.