テクノロジー:ブレスレットが手ぶりをコンピューターのコマンドに変換する
Nature

手首に装着することで、手書きのような手ぶりで人間がコンピューターと相互作用できるデバイスを報告する論文が、Nature にオープンアクセスで掲載される。このデバイスは、手首の筋肉の動きによって生成される電気信号を、個別のキャリブレーション(調整)や侵襲的な処置を必要とせずに、コンピューターのコマンドに変換することができる。この発見は、人間とコンピューター間の相互作用を、よりシームレスに、そして大規模に利用しやすくするのに役立つかもしれない。
コンピューターやスマートフォンなど、人間がテクノロジーと相互作用する従来の方法では、キーボードやマウス、およびタッチスクリーンなどの入力デバイスを使って直接接触する必要がある。このような相互作用は、特に外出先での使用において制約となる場合がある。
Patrick KaifoshとThomas Reardonが率いるMeta(メタ社〔米国〕)のReality Labsのチームは、数千人の参加者から得たトレーニングデータを用いて、手首の筋肉から電気信号を検出し、それをコンピューター信号に変換できる高感度リストバンドを設計した。その後、著者らはディープラーニングを用いて、個々の調整を必要とせず、さまざまな人のユーザー入力を正確に解釈する汎用的なデコーディングモデルを作成した。他のディープラーニング領域と一致して、デコーディングモデルの性能はべき乗則スケーリングを示し、より大きなモデル設計構造とより多くのデータによって向上した。著者らは、特定の個人のデータを用いてパーソナライズすることで、性能がさらに向上することを示した。スケーリングとパーソナライゼーションの結果を合わせると、多くの用途に対応する高性能バイオシグナルデコーダーを構築するための指針となる。
Bluetoothレシーバーを使ってコンピューターと通信するこのデバイスは、手ぶりをリアルタイムで認識し、幅広いコンピューターとの相互作用を実現するための労力の少ないコントロールの作成を可能にする。このコントロールを使って、仮想ナビゲーションや選択タスク、さらに手書きで毎分20.9語(携帯電話のキーボード入力速度の平均は毎分約36語)のテキスト入力を行った。
著者らは、この神経運動リストバンドがさまざまな身体的特性を持つ人々に対し、装着可能なコンピューターコミュニケーションの方法を提供することを示唆している。神経運動インターフェイスは、運動機能の低下、筋力低下、指の切断、および麻痺などを持つ人たちのコンピューターとの相互作用の改善など、この技術のアクセシビリティーへの応用を探る今後の研究に適している。より広範なコミュニティーにおけるsEMG(surface electromyography;表面筋電図)とsEMGモデリングの研究を加速させるため、Reality Labsチームは、発表された3つのタスクすべてにわたる300人の参加者の100時間を超えるsEMG記録を含むリポジトリーを一般に公開している。
- Article
- Open access
- Published: 23 July 2025
Kaifosh, P., Reardon, T.R. & CTRL-labs at Reality Labs. A generic non-invasive neuromotor interface for human-computer interaction. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09255-w
A wrist-worn device that allows users to interact with computers through hand gestures, such as handwriting movements, is described in Nature. The device can translate the electrical signals generated by muscle movements at the wrist into computer commands without the need for personalized calibration or invasive procedures. The findings could help to make interactions between humans and computers more seamless and accessible at scale.
Traditional methods of human interactions with technology, such as computers and smartphones, require direct contact using input devices such as keyboards, mice and touchscreens. Such interactions can be limiting, especially in on-the-go scenarios.
A team from Reality Labs at Meta, led by Patrick Kaifosh and Thomas Reardon, engineered a highly sensitive wristband that can detect electrical signals from muscles in the wrist and translate them into computer signals using training data from thousands of participants. The authors then used deep learning to create generic decoding models that accurately interpret user input across different people without needing individual calibration. Consistent with other deep learning domains, the performance of the decoding models shows power law scaling, improving with larger model architectures and more data. The authors showed that performance can be further improved through personalization with data from a specific individual. Together, the scaling and personalization findings offer a recipe for building high performance biosignal decoders for many applications.
The device, which communicates to a computer using a Bluetooth receiver, recognizes gestures in real time to enable the creation of low-effort controls for a wide range of computer interactions. The controls were used to complete virtual navigation and selection tasks, as well as text entry with handwriting at 20.9 words per minute (mobile phone keyboard typing speeds average around 36 words per minute).
The authors suggest that their neuromotor wristband offers a wearable method of computer communication for differently-abled people. Neuromotor interfaces are well-suited for future research to explore accessibility applications of this technology, such as improving computer interactions for individuals with reduced mobility, muscle weakness, finger amputations, paralysis and more. To accelerate future work into studying sEMG and sEMG modeling in the broader community, the Reality Labs team is publicly releasing a repository containing over 100 hours of sEMG recordings from 300 participants across all three tasks in the publication.
doi: 10.1038/s41586-025-09255-w
「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。