Astăzi, aproape oricine are un telefon mobil cu un ecran tactil. Această metodă de interacțiune cu telefoanele și alte echipamente se simte atât de naturală încât până și copiii mici pot folosi un telefon și să devină aproape experți în scurt timp. Dar, pe cât de larg adoptată a devenit acum această tehnologie, ea nu este potrivită pentru orice rol. Tehnologia tactilă necesită un contact fizic care nu este tocmai posibilă în unele medii și condiții, elemente importante în numeroase aplicații.
Există câteva tehnologii în dezvoltare, care ar putea îmbunătăți tehnologia tactilă, sau chiar ar putea-o înlocui complet, dar cea care a arătat cel mai mare potențial se referă la controlul bazat pe gesturi fără atingere. Oamenii trăiesc într-o lume tridimensională, iar în momentele de interacțiune cu ecranul bidimensional al unui telefon poate părea plată, chiar și cu feedback haptic pe care majoritatea telefoanelor contemporane îl oferă. Controlul bazat pe gesturi fără atingere adaugă și detectarea axei Z în spațiul liber din jurul senzorului. Tehnologia utilizează senzori pentru a capta o gamă de mișcări. Apoi compară rezultatele cu altele dintr-o bibliotecă software pentru a interpreta acțiunea, înainte de a trimite instrucțiunile controlerului de sistem pentru procesare.
Există deja pe piață exemple de control bazat pe gesturi fără atingere, care se dovedesc populare printre utilizatori. Consolele periferice, precum Kinect de la Microsoft și controlerul Nintendo Wii permit utilizatorilor să controleze acțiuni pe un ecran de televizor. Recent, Samsung a stabilit o cale prin care să permită utilizatorilor controlul televizoarelor utilizând gesturi făcute în cameră.
Recunoașterea gesturilor fără atingere și-a găsit calea și în sectorul auto în 2016, atunci când BMW a încorporat seriei sale 7 tehnologia pentru o varietate de funcții de control simple.
Cei mai populari doi senzori utilizați în aplicații de control bazat pe gesturi fără atingere sunt camerele și senzorii e-field (câmp electric). Senzorii tip cameră sunt găsiți uzual în aplicații complexe de clasă superioară, precum Microsoft Kinect. Senzorii e-field sunt mai simpli și mai ieftini, făcând ca tehnologia să fie disponibilă pentru o gamă mult mai mare de aplicații. Senzorii lucrează prin detectarea unor mici schimbări în câmpul electromagnetic de ultra-joasă putere dintre două antene. Când un obiect, precum mâna omului, interacționează cu câmpul, atunci distorsiunile de câmp sunt măsurate și comparate cu exemple din biblioteca software.
Senzorii de câmp magnetic pot fi, de asemenea, plasați în spatele unor materiale neconductive pentru a opera normal. Faptul că nu necesită contact fizic permite tehnologiei să fie utilizată în zone în care este dificilă tehnologia tactilă, sau în care operatorul trebuie să poarte mănuși. Numeroase aplicații de control fără atingere au fost dezvoltate pentru a fi utilizate în spatele unei bariere fizice, însemnând că unitatea poate fi complet închisă, oferind protecție suplimentară.
Considerații de proiectare pentru aplicații de control fără atingere
Desigur că, fiind o tehnologie nouă, aduce noi considerații de proiectare. Ecranele tactile oferă un mediu fizic unde este ușor de descifrat intențiile reale ale utilizatorului. Ecranul în sine poate oferi indicații și feedback, ușurând procesul. Detecția fără atingere nu oferă un asemenea lux, astfel că, pentru a compensa, proiectanții trebuie să facă alegeri ferme la începutul procesului de proiectare. O primă importanță în aceste decizii trebuie acordată pentru a face experiența confortabilă și familiară pentru utilizatori. Aceste decizii includ modalitatea de identificare a locației senzorului dacă este în spatele unei bariere, ce gesturi trebuie să fie utilizate și când, precum și cum să fie comunicată o citire de succes. Pentru a rezolva aceste probleme, majoritatea proiectanților includ un ecran care poate transmite informația și poate oferi reacție către utilizator.
Un model conceptual poate fi de ajutor atunci când se dezvoltă software-ul pentru sistemele de control bazate pe gesturi fără atingere. Acest model permite proiectantului să creeze un model de sistem și toate opțiunile necesare. Odată opțiunile definite, va deveni clar ce gesturi trebuie să fie implementate și informația de care utilizatorul va avea nevoie pe fiecare ecran nou. De la această informație, ar trebui să fie posibilă construirea unei interfețe curate, ușor de înțeles și care să se simtă naturală pentru utilizator.
Unele tehnici care au fost utilizate pentru control tactil sunt, de asemenea, utile pentru aplicații fără atingere. Când se dezvoltă programul pentru ecran, gesturile sunt importante în contextul aplicației. Adesea, două programe diferite vor utiliza aceleași gesturi pentru funcții diferite. Natura contextuală a gesturilor ar trebui să fie reflectată pe ecran pentru a face operația mai ușoară și mai naturală. Mediul natural din jurul locului în care proiectul va fi situat este, de asemenea, important în proiectarea sistemului de control fără atingere. Oamenii caută indicii vizuale atunci când operează un echipament nou. Aceste indicii, numite potențialități, ajută utilizatorul să se orienteze și pot ajuta la familiarizarea cu sistemul.
Acestea arată toate acțiunile care sunt posibile, făcând procesul să pară logic și familiar.
În natură, când facem un gest ne așteptăm la un răspuns și suntem adesea confuzi dacă acțiunile noastre nu provoacă unul. Proiectanții de telefoane mobile cunosc acest lucru și adesea utilizează feedback haptic pentru a le da de înțeles utilizatorilor că o intrare este validă și acceptată. Reacția este chiar și mai importantă pentru controlerele bazate pe gesturi fără contact, deoarece nu există contact fizic. De exemplu, ea împiedică erorile care provin din gesturi multiple repetate, care pot apărea dacă un utilizator este nesigur că o intrare a fost acceptată.
Exemple practice
Microchip este o companie care oferă un ecosistem complet pentru proiectanții care caută să construiască aplicații de control bazate pe gesturi fără contact. Produsele sunt dezvoltate sub bannerul GestIC al companiei și sunt construite în jurul familiei sale de controlere bazate pe gesturi MGC3X30 și a software-ului Aurea GUI.
Cipul de control bazat pe gesturi MGC3X30 rezolvă funcțiile de recunoaștere a gesturilor, lăsând controlerul principal de sistem liber de supraîncărcări. Produsul de joasă putere oferă o rază de detecție de până la 20cm și conține toate blocurile constructive necesare pentru dezvoltarea unui sistem de detecție a intrării pe un singur cip. Pentru a oferi proiectanților o cale simplă de evaluare a tehnologiei, Microchip a dezvoltat, de asemenea, o varietate de plăci de dezvoltare.
Farnell dispune la ora actuală pe stoc de kitul de dezvoltare Hilsar cu o singură zonă și placa Sabre Wing cu două zone.
Există câteva opțiuni hardware disponibile pentru proiectanți, un exemplu fiind ADI ADUX1020-EVAL-SDP, o placă de evaluare cu senzor de gesturi și de proximitate. Kitul oferă utilizatorilor mijloace simple de interfațare cu senzorul (ADUX1020), colectând date de la el și evaluând capabilitățile de recunoaștere a gesturilor. Kitul necesită o unealtă de evaluare care poate fi descărcată de la ADI. Aceasta este o interfață grafică cu utilizatorul (GUI) care oferă configurabilitate de nivel scăzut și înalt, analiză de date în timp real și capabilitate de transfer cu protocol de date grafice de utilizator (UDP), astfel încât placa de evaluare să se poată interfața cu ușurință cu un PC. O altă opțiune hardware pentru proiectanți, care este, de asemenea, disponibilă la Farnell, este Flick HAT, pentru Raspberry Pi. Placa suplimentară utilizează tehnologie Microchip GestIC pentru a permite proiectanților care au un Raspberry Pi sau o placă compatibilă, să aibă acces simplu la un sistem puternic de control bazat pe gesturi. Flick HAT se poate conecta direct cu variantele Raspberry Pi: Pi A+, B+, 2B și 3B. Aceasta permite proiectanților să controleze dispozitive utilizând gesturi familiare, care se pot afla la o distanță de până la 10cm de placa senzorială. Sunt disponibile numeroase exemple de programe ce pot fi descărcate de pe github.
Pentru alte plăci de dezvoltare sunt disponibile diferite versiuni ale Flick HAT, cum ar fi de exemplu Flick Large, compatibilă cu Raspberry Pi, Arduino, BeagleBone și Genuino și orice altă placă activabilă prin I2C. Raspberry Pi Zero este suportat prin Flick Zero.
Sumar
Controlul bazat pe gesturi fără atingere este o tehnologie interesantă care poate veni în completarea tehnologiilor tactile de azi sau poate fi utilizată pentru înlocuirea completă a acesteia. Tehnologia deschide posibilitatea de noi aplicații și noi căi de interacțiune naturală cu mașinile. Deși există unele diferențe în dezvoltare față de aplicațiile tactile, există, de asemenea, multe similarități, în principal tehnicile psihologice care îi ajută pe oameni să câștige cu ușurință familiaritate cu tehnologia și să o facă ușor și natural de utilizat. Tehnologia de control fără atingere este ușor accesibilă, fie printr-o ecosferă special croită, fie prin adăugare la plăcile de dezvoltare cunoscute.
Autor: Courtney Kennedy, Technology Solutions Marketing Manager, Farnell
