تعامل با دستگاه های هوشمند بدون لمس آن ها

به گزارش کلیک، هر چه صفحه نمایش وسایل همراه و پوشیدنی مانند ساعت های هوشمند کوچک تر می شود، تعامل با صفحاتی که در حد و اندازه یک جعبه کبریت هستند سخت تر می شود و فناوری سونار جدید که توسط دانشمندان کامپیوتر و مهندسین برق دانشگاه واشنگتن ابداع شده می تواند راه حلی برای این موضوع باشد. این فناوری به شما این امکان را می دهد تا با نوشتن یا حرکت دست بر روی هر سطحی مثل یک صفحه کاغذ در کنار صفحه نمایش دستگاه یا حتی روی هوا، با دستگاه خود تعامل کنید.

فناوری FingerIO با تبدیل تلفن یا ساعت هوشمند به یک سیستم سونار فعال با استفاده از میکروفون ها و بلندگوهای خود دستگاه، امکان ردیابی کوچکترین حرکت انگشتان دست را فراهم می کند. از آنجا که امواج صوتی از پارچه عبور می کنند و به خط دید نیازی ندارند، کاربران حتی می توانند با تلفنی که داخل جیب جلویی شان قرار دارد یا ساعتی که در زیر آستین پیراهن است تعامل داشته باشند.

این فناوری می تواند حرکات دو بعدی انگشت در محدوده ۸ میلیمتر را ردیابی کند که برای کار با دستگاه های همراه امروزی به اندازه کافی دقیق است. به گفته یکی از اعضای این گروه، بر روی صفحه نمایش ساعت هوشمند نمی توان به راحتی تایپ کرد بنابراین به دنبال این بودیم تا هر میز یا سطحی نزدیک به دستگاه را به سطحی ورودی تبدیل کنیم. نیازی به استفاده از حسگر در انگشتان دست نیست و فقط کافیست بر روی سطح یک میز با هر سطح دیگری با انگشت چیزی بنویسید و دستگاه قابلیت ردیابی آن را با وضوح بالا دارد.

با استفاده از این فناوری، می توانید کارهایی مانند افزایش حجم صدا، فشردن یک دکمه یا جستجو بین منوهای یک تلفن هوشمند را بدون لمس صفحه نمایش و فقط با اشاره انگشت انجام دهید یا حتی می توانید به جای تایپ بر روی صفحه نمایش کوچک، یک فرمان یا متن جستجو را در هوا بنویسید.
این فناوری تلفن یا ساعت هوشمند را با استفاده از بلندگوهای خود دستگاه که موج صوتی بدون صدا ساطع می کنند به یک سیستم سونار تبدیل می کند. این سیگنال با برخورد به انگشت بر می گردد و این پژواک ها توسط میکروفون های دستگاه ضبط شده و از آنها برای محاسبه مکان انگشت در فضا استفاده می شود.
در مقایسه با ردیابی با استفاده از دوربین (که بدون خط دید و زمانی که دستگاه در زیر پارچه یا سایر موانع قرار دارد خوب کار نمی کند) و سایر فناوری ها مانند رادار که به سخت افزار حسگر سفارشی و توان محاسباتی بیشتر نیاز دارند، استفاده از موج های صوتی برای ردیابی حرکت انگشت چند مزیت دارد.
سیگنال های آکوستیک بسیار مناسبند و به این دلیل که امواج صوتی کندتر از امواج رادیویی استفاده شده در رادار حرکت می کنند، به پهنای باند پردازشی بیشتر نیازی نیست و در نتیجه کار با آنها ساده تر است. از نقطه نظر هزینه نیز تقریبا هر دستگاهی یک بلندگو و میکروفون دارد و لذا بدون استفاده از سخت افزار خاصی می توان از این فناوری جدید استفاده کرد.

ولی پژواک های سونار ضعیفند و معمولا به اندازه کافی برای ردیابی حرکت انگشت دست با دقت بالا دقیق نیستند. به دلیل وجود خطاهای چند سانتیمتری در پژواک های سونار، امکان تمایز قائل شدن بین حروف الفبایی که به صورت مجزا نوشته می شوند یا امکان تمایز بین حرکت های نامحسوس دست وجود ندارد.
برای رفع این مشکل، محققین این دانشگاه از سیگنالی به نام مدولاسیون تقسیم فرکانس عمود بر هم استفاده کردند که در ارتباطات بیسیم استفاده می شود و ثابت شده که برای ردیابی حرکات انگشت دست با دقت بالا با استفاده از صوت قابل استفاده است. الگوریتم آنها از ویژگی های این سیگنال جهت ردیابی تغییرات فاز در پژواک ها و تصحیح هرگونه خطا در مکان انگشت بهره می برد که امکان ردیابی دقیق انگشت را فراهم می کند.
محققین این سیستم را روی تلفن هوشمند گلکسی اس ۴ و ساعت هوشمندی دارای دو میکروفون تست کردند. ساعت های هوشمند امروزی یک میکروفون دارند که برای ردیابی انگشت در یک جهت قابل استفاده اند و برای ردیابی در دو بعد به دو بلندگو نیاز است.

محققین از آزمایش کنندگان خواستند تا بر روی تاچ پدی که در کنار تلفن یا ساعت هوشمندی قرار دارد که برنامه FingerIO روی آن در حال اجراست، شکل هایی مانند ستاره، خطوط مارپیچ و غیره بکشند. سپس دقت ردیابی تاچ پد را با شکل هایی که برنامه FingerIO ردیابی کرده بود مقایسه کردند که این اختلاف دقت برای تلفن و ساعت هوشمند به ترتیب معادل ۰٫۸ و ۱٫۲ سانتیمتر بود.
با توجه به این که انگشت انسان ضخامتی یک سانتیمتری دارد، چنین دقتی برای تعامل با این دستگاه ها کافیست. قدم بعدی این تحقیقات بررسی قابلیت استفاده از برنامه FingerIO برای ردیابی همزمان چند انگشت و گسترش قابلیت های ردیابی آن به حالت سه بعدی است که این کار با افزودن میکروفون های اضافی به دستگاه ها انجام می شود.

منبع: digitaltrends