提起能將手臂變成觸摸屏的手表，我們第一時間可能想到的就是在14年火爆的Cicret投影手環(huán)，可以將智能手機的畫面投影到手臂上。

不過，很可惜的是Cicret被證實只是一個騙局，時至今日他們都未拿出實際的產(chǎn)品。

取代的則是智能手表的風(fēng)潮，多家廠商紛紛推廣他們的智能手表，許多人也在佩戴。

比如丸子醬。然而智能手表有著一個致命的缺陷—屏幕太小，導(dǎo)致所有信息無法同時呈現(xiàn)，這在運動時就極其不方便；或是觸摸不靈敏，使用起來操作不流暢，體驗差。

但丸子醬最想吐槽的就是支付寶的付款碼，太小了！當(dāng)我把手表貼上去半天卻沒有任何反應(yīng)時的尷尬。

而投影的智能手表的操作面積則會遠遠的超越現(xiàn)有智能手表的可操作面積。例外一個優(yōu)勢就是皮膚更加自然，我們對自己的身體是十分熟悉的。哪怕閉著眼睛，我們也能夠在手臂上精準(zhǔn)的操作。依靠著肌肉記憶與手眼協(xié)調(diào)，提供了一個高質(zhì)量的操作水平。

近日，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一款智能手表的原型機，可以將手臂變成觸摸屏，而且大小與智能手機屏幕相當(dāng)，比普通智能手表表盤大5倍，定價估計為600美元。

LumiWatch

LumiWatch由邏輯板（又稱中心控制板）、投影儀、深度傳感器、金屬外殼和電池組成，使用Android5.1系統(tǒng)，并且是獨立出來的，不需要其他設(shè)備處理數(shù)據(jù)。

擺在研究人員面前的第一個難題是體積大小，畢竟這是手表體積不能太大。

如何保持性能又使結(jié)構(gòu)變得緊湊，研究人員需要做出取舍—他們使用了最高規(guī)格的投影儀而降低了其他設(shè)備規(guī)格。

研究人員設(shè)計并制造了一個自定義的15流明（流明，發(fā)光強度單位）投影儀，包含三個激光器—紅色、綠色以及藍色，還有一對MEMS鏡子。按照光柵掃描模式操作，結(jié)果就是一個39°×22.5°的視野。

最高可以2.7瓦的功率進行工作，而黑白圖像的投影幾乎不需要電量。這時弊端就暴露出來了，LumiWatch只能持續(xù)工作一小時，在正常使用頻率下也只能工作一天。

但是由于大功率的投影儀，即使在強烈的戶外陽光下，LumiWatch也能良好的工作。

深度傳感器用于捕捉投影區(qū)域的觸摸輸入，研究人員設(shè)計了一個1D深度感應(yīng)陣列（7×38×3mm），由十個STMicro VL6180X飛行時間傳感器組成。每個傳感器都通過脈沖紅外光在25°椎體內(nèi)發(fā)射和返回的時間確定最近的物體，捕獲所有的測量值需要36毫秒，導(dǎo)致觸摸跟蹤幀速率為27.5Hz。

但有一個問題，深度傳感器是1D的，如何捕捉2D的操作畫面呢？

在實行操作的時候，手指是同時被許多個傳感器同時捕捉到的，但是只會與相切方向的傳感器距離最近，便可通過這個確定手指在手臂上x軸的位置，y軸的位置則由是個傳感器確定。因此1D的深度感應(yīng)陣列有能力追蹤2D的位置。

再通過位置變化的速率確定手指是在滑動還是在點擊。

雖然采用了這樣緊湊的設(shè)計，LumiWatch的體積相對來說還是很大。

尺寸為50mm×41mm×17mm；

相較于42.5mm×36.4mm×11.4mm的Apple Watch要大整整一圈。

如何進一步縮減體形也是研究人員的工作重心。

說完了結(jié)構(gòu)本身上的問題，我們來說說實際應(yīng)用的問題，主要有兩 大問題—人的小臂是不規(guī)則曲面，如何保證投影的清晰度，且圖像不會發(fā)生變形；其二就是個體使用習(xí)慣的差異，每個人的手表佩戴習(xí)慣不同（高度和左右手），如何使投影能夠普遍適用。

第一個問題較好解決，對于傳統(tǒng)的“世界校準(zhǔn)”來講，在平面上可以很好的執(zhí)行任務(wù)，不過小臂是個曲面，就會發(fā)生嚴(yán)重變形。只用在第一次使用的時候進行曲率的校準(zhǔn)，投影就能很好的“鋪”在小臂上（下圖右上角圖）。這時又出現(xiàn)一個問題，靠近手表的地方會更亮，通過距離的測量改變各個位置的強度就能校準(zhǔn)。

而第二個問題就沒這么簡單了，手表的左右手倒好改變，手表位置的高低就沒有了，因為它是而不斷變化的，無法提前固定。

這時就只能通過動態(tài)校準(zhǔn)了，研究人員采用了巧妙的方法。LumiWatch的開機是要通過滑動滑塊來進行解鎖的，這個滑動距離在標(biāo)準(zhǔn)情況下是70mm。在解鎖時測量手指滑動的距離就能夠以此為基準(zhǔn)來進行校準(zhǔn)了。

再說兩句

LumiWatch或許可以說是第一款可交互投影手表，但任然有著諸多問題。激光雖然帶來了諸多便利，但是激光安全是一個必須考慮的問題，激光功率超過安全極限時，與視網(wǎng)膜接觸會造成嚴(yán)重損傷；而且智能手表固有的大小限制了散熱功能，雖然研究人員采用了鋁制外殼，具有良好散熱功能，但還是捉衿見肘。手表在工作時升溫，會嚴(yán)重損壞設(shè)備，而且會在幾分鐘內(nèi)達到這個溫度；并且手臂上的汗毛，手指的陰影都是會對投影造成影響的因素。

距離影視作品中酷炫的程度，LumiWatch還有非常多問題還未解。