头部控制的计算机输入系统

作者: 陈琛上海复旦大学附属中学;刘昊天上海复旦大学附属中学;陈德赛上海复旦大学附属中学

计算机日趋成为人们生活工作不可缺少的工具,但是传统计算机输入系统完全依赖手的操控,使得部分残疾人士无法使用计算机,阻碍了他们拥有更高质量的生活,史蒂芬.霍金的例子更令我们明白了这件事的重要,即要让每一个能够转动的头脑都能自如地使用计算机。

传统的计算机输入系统主要分为鼠标与键盘两部分。本系统突破传统的用双手控制的方法,只用头部控制来实现这两部分的功能。本系统由装有激光发射器的头套及口控气动开关和相应软件组成。运用摄像头实时采集计算机显示屏以及头套激光发射器在显示屏上的光点信息,通过程序分析照片的二维信息还原所需的三维信息,并通过消息传递方式进行底层程序控制,实现头部对鼠标移动的控制。本系统还在传统鼠标基础上,对鼠标键的触碰电路进行了改装,结合人体特点设计了以嘴部控制的触碰开关,采用气动开关的方式触碰鼠标键。使用者通过一次性麦管,用嘴吹气或者吸气来控制下气室内的空气的体积,根据玻意耳-马略特原理,下气室的压强将随之改变,可触碰上下气室的微动开关,激发鼠标键,实现用头部控制鼠标键的操作。而对键盘的控制方案,本系统采用软键盘的方式,用鼠标控制键盘,从而实现用头部控制整个系统的操作。最后本系统又在去抖动算法及图像色彩过滤等方面进行了优化,能够出色地胜任输入工作。

[评语]

头部控制的计算机输入系统一改传统计算机输入系统的弊端,通过较为复杂的技术系统使得用头部操作系统成为可能。这个项目是针对手部不便的残疾人来设计的,独特的创意和奇妙的思维让我们大开眼界。愿这样的精彩创意越来越多。

(辅导老师:吾用纬 仓铁肩)

头部控制的计算机输入系统