人脸识别在虚拟现实中达到新水平
面部可以解锁智能手机、授权进入安保大楼，并加快机场的护照检查，在多种场景下确认身份。
来自澳大利亚、新西兰和印度的国际研究团队将人脸识别技术提升到新水平：在虚拟现实环境中，无需使用手持控制器或触控板，仅凭人的面部表情即可操控物体。
这是全球首项此类研究，由昆士兰大学的人机交互专家完成。他们运用神经信号处理方法捕捉人的微笑、皱眉和咬紧下颌的动作，并将每种表情用于触发虚拟现实环境中的特定操作。
“虚拟现实（VR）界面提供了一种沉浸式环境，用于与数字世界交互。大多数虚拟现实界面需要借助手持控制器进行物理操作，但也存在其他替代交互方式，可满足不同的应用场景和用户需求。虚拟现实中的交互方法主要从可用性角度进行评估，然而它们在神经和生理效应方面的差异仍研究较少，”研究报告称。
参与实验的研究人员之一、南澳大利亚大学教授马克·比林赫斯特表示，该系统旨在通过脑电图（EEG）头戴设备识别各种面部表情。
“微笑用于触发“移动”指令，皱眉用于“停止”指令，咬紧下颌用于“动作”指令，无需手动控制器执行这些操作。从本质上讲，我们捕捉愤怒、快乐和惊讶等常见面部表情，并将其应用到虚拟现实环境中”
研究人员设计了三种虚拟环境——快乐、中性和恐怖——并在受试者沉浸于每种场景时测量其认知和生理状态。
研究人员通过模拟三种普遍的面部表情——微笑、皱眉和咬紧下颌——考察环境变化是否会根据情绪和生理反应引发其中某一种表情。
“我们使用了三种不同的环境，交互体验各不相同：快乐场景（捕蝴蝶）、中性场景（选择物体）和恐怖场景（射杀僵尸）。总体而言，我们注意到交互方式对大脑伽马波活动和皮肤电导率均有影响。在某些方面的临场感上，面部表情优于控制器，但在可用性方面，控制器表现更好，”科学家们表示。
例如，在快乐场景中，用户需要穿过公园并用网兜捕捉蝴蝶。用户微笑时移动，皱眉时停止。
在中性场景中，参与者需要穿过一间车间，收集散落各处的物品。咬紧下颌会触发动作——在本例中为拾取每件物品——而“开始”和“停止移动”指令则分别通过微笑和皱眉发出。
同样的表情也用于恐怖场景，参与者需在地下基地中穿行，射杀僵尸。
“总体而言，我们原本预计手持控制器会表现更好，因为它比面部表情更直观，但人们表示，在由面部表情控制的虚拟现实中，他们感觉更有沉浸感”
比林赫斯特教授表示，在虚拟现实中依赖面部表情对大脑来说负担较重，但能为用户带来更真实的体验：“我希望经过进一步研究，我们能让它对用户更加友好。”
除了为虚拟现实提供一种新的使用方式外，该技术还将帮助残障人士，包括截肢者和运动神经元病患者，在无需手部辅助的情况下进行虚拟现实交互，他们也不再需要使用专为健全人设计的控制器。
研究人员认为，该技术还可用于补充手持控制器，因为面部表情是一种更自然的交互形式。
研究结果发表于International Journal of Human-Computer Studies：“在本文中——除了存在感、情感和系统可用性等其他传统定性指标外——我们还研究了神经生理效应，即大脑信号和皮肤电活动——使用面部表情这种替代交互方式与虚拟现实界面进行交互。我们还将这种交互形式与传统手持控制器进行了比较。”
