結合軟硬體科技 只用眼睛也能玩瑪利歐兄弟

 美商國家儀器(National Instruments，NI)旗下的滑鐵盧實驗室(Waterloo Labs)工程師，最近釋出了「眼球控制瑪利歐兄弟(EyeMario)」的LabView 程式源碼，並展示了遊戲玩家如何能透過眼睛來操控任天堂(Nintendo)遊戲機。

EyeMario 參考設計，是NI軟體與美商亞德諾(ADI)的電氣隔離資料轉換器(electrically isolated)的結合，而且NI已經提供程式原始碼供免費下載。除了玩遊戲，EyeMario也可應用來治療弱視(amblyopia，又稱lazy eye)，或是幫助那些失去雙手的身障者。

NI產品行銷工程師Doug Farrell 親自示範如何用眼睛玩瑪利歐兄弟遊戲
圖片取自 電子工程專輯

「在醫療領域，這種儀器並不是新的，不過我們拿它來做控制應用是第一次；」滑鐵盧實驗室研究團隊成員、類比硬體工程師Chris Culver 表示：「在電影《貝武夫：北海的詛咒(Beowulf)》中，曾用這種技術來追蹤演員的眼球運動，以將其映射到電腦動畫製作的角色。」
該種技術的原理，是因為當眼睛後方視神經退出的部分有更高負極性(negative polarity)時，眼球會像是雙極子(dipole)那樣被極化(polarized)。藉由在眼睛週圍貼附電極，然後在眼球轉動到不同方向時量測其電氣極性，就能推斷出眼睛所聚焦的、螢幕上的特定物體。

圖片取自 http://crenk.com/eye-mario-bros/

透過以上技術，在滑鐵盧實驗室中的測試員，已經能夠完全不用手來操控任天堂遊戲中瑪利歐兄弟的運動方向與動作。

為了在不傷害到受測者的前提下安全監測到眼球的微弱類雙極子極性，NI採用了ADI的 iCoupler 技術；該技術利用Sigma-Delta調變，將類比輸入訊號轉換為1位元的資料流，而且就算電路板故障也不會傷到受測者，因為該技術採用了會隔離感測器輸入的晶片上變壓器。

「我們的資料轉換器是完全絕緣的──這是採用 iCoupler 技術的元件；」ADI資料轉換器產品行銷總監Steve Hinderliter 表示：「該元件能隔離遊戲玩家與遊戲機的110V電源供應。」

EyeMario 原型機採用的是AD8221精密儀器放大器，將來自受測者眼球的訊號，傳遞到一片內含FPGA元件的子板上的AD7401類比數位轉換器；然後NI的LabView應用程式會量測眼球的運動方向，將其轉譯為任天堂遊戲機可識別的控制訊號。

電子工程專輯 2010/11/08

相關連結：

• Eye movement controls gaming console (EETimes)
• eyeMario - Controlling Video Games with Eye Movement (zone.ni.com)