人发是一种历史丰富的文化材料，表现出个性、文化表达和群体认同。它可以塑造长度、颜色和风格，并嵌入一系列个人和群体互动。随着可穿戴技术越来越接近身体，具体的互动变得越来越普遍和可取，头发为新的互动提供了一个独特的网站，很少被探索。在本文中，我们提出了一个新颖的互动网站，探索和工作原型，利用它作为公共和私人、社会和个人、可塑性和永久地位。我们在开发H¨airI¨O围绕这种新材料的应用和交互作用：一种基于头发技术和辫子的新集成，结合电容式触摸输入和动态输出，通过颜色和形状的变化。最后，我们评估了这种基于头发的交互技术，包括H¨airI¨O集成到现有可穿戴和移动技术的景观中。

介绍

随着可穿戴设备的日益流行和多样化，我们可以看到身体上的互动网站以创造性和令人兴奋的方式扩展。可穿戴技术不再局限于腕戴或基于眼镜的交互，甚至包装在独立设备中。导电墨、热变色颜料等新材料使纹身[17、32、11、33]、服装[5、21、20]、指甲[29、10、23、6]、化妆品[31、27、12、13]等形式因素[9]成为可能。在本文中，我们探索、设计、开发和评算[6]和美容技术[30]的相关主题，探索、设计、开发和评估基于头发的互动技术。 头发是一种有形和互动的身体延伸，允许独特的互动风格。我们的方法是直接参与头发作为材料的自然和文化启示。头发本身在许多文化和许多人中是高度可见和无处不在的。这允许人们用头发探索一系列公私互动。我们从现有的头发材料属性和文化意义中汲取灵感，设计和开发H¨airI¨O1-一种头发集成技术，使用颜色和风格作为输出，自然人体接触作为输入，并使用商业头发延伸。H¨airI¨O它是表演性的，但也是个性化的。观众可以看到运动，或者只有佩戴者才能感受到运动。 在丰富的头发文化史上，有一个具有潜在互动设计的大景观。首先要注意头发最常变的两个方面:颜色和形状。这些输出模式使公众和个人的广泛表达成为可能，利用现有的头发属性和形式因素来促进具体的互动，并在现有的头发颜色和形状的广泛多样性中找到灵感。这使他们成为初步探索头发的合适选择。虽然有许多其他输出模式使用的材料，如电致发光材料，led等等，我们的原型使用镍钛诺线，通常被称为形状记忆合金(SMA)，热变色颜料。 在本文中，我们定义和探索了一种基于头发的新型可穿戴设备框架，通过开发功能原型来捕捉和评估头发技术的表达、互动和社会可接受性。为了集中这项工作，我们将权力、大小和额外材料留给未来的工作，并将我们的研究集中在头发生态学上。这项工作也位于传统头发实践和可穿戴设备的交集，作为化妆品计算的典范。

我们将在本文中H¨airI¨O化妆品计算品计算的研究领域。 化妆品计算[6]是激进个性的表达，是偏离二元性别规范的机会。它是通过可穿戴技术开放、有趣、创造性地表达个性的催化剂。与许多现代传统化妆品不同，它们充满了必要的文化规范社会规范，即限制性、性二元和压迫性[34]，我们希望有一种新的态度和创造性的参与可穿戴技术，可以给个人一种更有趣、更有表现力和更有意义的着装技术。 H¨airI¨O挑战性别规范和对谁能做头发以及如何做头发的期望。它增强了头发作为群体和个人身份陈述的文化定位。它开辟了一个充满创造力和参与技术的世界，体现在一个熟悉、亲密变的平台上。 H¨airI¨O通过触摸输入和视觉输出来增强头发，利用现有的技术和实践来展示美容计算和头发作为一个独特的互动平台的潜力。H¨airI¨O使用热变色素和SMA输出可见的颜色和形状的变化，反映和增强头发的自然和文化可塑性。这包括在自然颜色和充满活力的颜色之间交替，在形状和直形之间创造公开可见的变化。 H¨airI¨O它还为个人与头发的互动增加了一个新的触觉维度：虽然人们经常触摸他们的头发，但现在他们的头发可以触摸它们了。利用形状变化的能力，H¨airI¨O微妙的触觉通信可以通过触摸或敲击传输。从脸的侧面移动到用户的视野，H¨airI¨O提供低保真实的视觉信号。 H¨airI¨O用扫描频率电容感应来检测和解释用户如何与扩展交互。将微控制器、传感器、蓝牙模块等部件嵌入附件或隐藏在头发本身中。因此，H¨airI¨O结合输入输出，将智能手机等设备纳入交互周期，创造新颖丰富的交互。H¨airI¨O设计师、制造商和用户可以制作自己独特的互动，并将头发融入新的原型和设计中。 H¨airI¨O由一个中央控制器、一个电容式触摸电路、一个电源、多个驱动电路和可交换辫子组成(图2)。每个具有输出能力的编织器都有自己的驱动电路来开关电源，但电容传感可以通过主控制板上的单个传感器电路进行处理。根据中的控制电路可中的控制电路可以一次处理四个辫子上的传感和驱动。在我们的原型中实现了两种输出模式：形状变化和颜色变化。使用我们的原型SMA和热致变色颜料（表2）；材料能够发生微妙和壮观的变化（见表3，例如编织的提升能力）。H¨airI¨O辫子可以显示一两种输出模式(颜色或形状变化)。类似地，它们只能配置为输入、输出或集成输入/输出。在同一编织中集成输入和输出允许新的交互行为，否则就不可行了，比如触摸的即时反应。 热：SMA热变色颜料可通过电阻加热控制。电池主要控制电路供电，而单独的电池提供电阻加热，以避免电流过载。为了安全高效，我们通过安装在编织器内的热敏电阻来控制电源关闭，以实现输出。热敏电阻提供实时温度信息，实现闭环温度控制。这保证了用户的安全性和高效性，因为当温度超过阈值时，我们可以关闭加热。通过使用脉冲宽调制，我们可以修改过渡时间，保持一个特定的温度(和结果输出)，并防止头发过热。环境热也可能产生影响：当热色素暴露在阳光等环境热下时，颜色可能会发生变化，或颜色可能会因温度变化较低而发生变化（见表2）。然而，SMA转换温度明显较高，在正常使用下，无额外功率不会驱动。 传感：H¨airI¨O使用扫频电容传感(SFCS)，它已被证明能够检测到各种类型的触摸[22,7]。我们研究了初始系统中触摸/不触摸的识别，但通过实现SFCS，在今后的工作中，我们留下了触摸或旋转头发的空间。感应和驱动发生在同一根导线上。将输入和输出与单条导线相结合，需要一个开关驱动电路，因为电容电极必须浮动，才能断开导线的电源和接地。选择晶体管时，检查内部电容：场效应晶体管中的电容会压倒人体的信号。相反，我们使用双极结晶管来实现开关，并推荐给未来的设计。我们的传感方法需要一些暴露的导线。为了实现这一点，我们使用了四股编织(图3)；然而，有许多不同类型的辫子和方法可以的方法。此外，还有其他传感电容式触摸方法。例如，化学金属化头发延伸剂[28]用于以前的工作。 功率要求：由于所需的热量，初始原型的驱动功率要求仍然很高。2Ω编织线的典型操作大约需要1.5A（图4）。正如前面提到的，在本文中，我们专注于围绕头发创造和评估新的互动可能性；虽然功能和安全，但我们没有专注于减少功耗作为核心目标。然而，我们使用它SMA产生双稳态潜力SMA例如，在应用中讨论的形状和风格的变化需要短时间的驱动来产生长期影响。

用户实验