«picoRing»؛ ماوس بی‌سیمی به اندازه یک حلقه با شارژدهی یک‌ماهه + فیلم

به گزارش خبرنگار دانش و فناوری خبرگزاری دانشجو، برای دهه‌ها، ماوس کامپیوتر سنگ بنای تعامل دیجیتال بوده است. شکل و حرکت آشنای آن، از نوآوری‌های بی‌شماری، از صفحه‌های لمسی گرفته تا فرمان‌های صوتی، دوام آورده است.

با این حال، با افزایش روزافزون فناوری‌های پوشیدنی و قابل حمل، به خصوص با ظهور واقعیت افزوده و مجازی (AR و VR)، نیاز به روش‌های ورودی جدید و طبیعی‌تر رو به افزایش است.

محققان دانشگاه توکیو معتقدند که ممکن است پاسخ قانع‌کننده‌ای پیدا کرده باشند. آنها picoRing را توسعه داده‌اند، یک ماوس بی‌سیم کوچک و بسیار کم‌مصرف مبتنی بر حلقه که می‌تواند کنترل عینک‌های واقعیت افزوده را شهودی‌تر و از نظر انرژی کارآمدتر کند.

با وجود پیشرفت‌های سریع در محاسبات، جایگزینی ماوس همچنان دشوار است، زیرا سریع، دقیق و عمیقاً شهودی است.

تلاش‌های قبلی برای بازطراحی آن از طریق ردیابی ژست، حسگر‌های حرکتی یا حلقه‌های پوشیدنی اغلب به دلیل اندازه، پیچیدگی یا عمر باتری ضعیف با شکست مواجه شده است.

به طور خاص، کنترلر‌های پوشیدنی و حلقه‌ای شکل برای ایجاد تعادل بین عملکرد و راحتی با مشکل مواجه بوده‌اند. اما با رایج‌تر شدن هدست‌های AR و VR، یک راهکار ورودی جمع و جور و بدون نیاز به میز، به طور فزاینده‌ای مطلوب است.

«ریو تاکاهاشی»، استادیار پروژه از دانشکده مهندسی برق و سیستم‌های اطلاعاتی دانشگاه توکیو، گفت: «من و تیمم picoRing را ساختیم، یک ماوس بسیار کم‌مصرف و کوچک که با یک بار شارژ، عینک‌های واقعیت افزوده را برای بیش از یک ماه کنترل می‌کند.

تاکاهاشی گفته بود که حلقه‌های هوشمند قبلی نمی‌توانستند دوام زیادی داشته باشند، زیرا باتری‌های کوچک ۵۰ تا ۶۰ میلی‌وات ساعتی آنها نمی‌توانستند انرژی مورد نیاز برای ارتباط را تأمین کنند.

راه حل این تیم این بود که کاری کنند picoRing صد‌ها برابر کمتر، بین ۳۰ تا ۵۰۰ میکرووات، برق مصرف کند.

محققان یک دستبند ساعت‌مانند معرفی کردند که به عنوان یک رله سیگنال بین حلقه و دستگاه متصل عمل می‌کند. تاکاهاشی گفت: این به ما اجازه داد تا از اجزای ارتباطی بسیار ضعیف‌تر و کم‌مصرف‌تر در خود حلقه استفاده کنیم.

بهره‌وری انرژی از طریق طراحی جدید ارتباطات

روش‌های ارتباطی مرسوم نمی‌توانستند هم برد و هم کارایی را ارائه دهند. بلوتوث، اگرچه برای بسیاری از دستگاه‌ها کارآمد بود، اما برای این منظور انرژی زیادی مصرف می‌کرد و NFC، اگرچه بدون مصرف انرژی بود، اما فقط در فواصل بسیار نزدیک کار می‌کرد.

برای رفع این مشکل، تیم تاکاهاشی یک سیستم تله‌متری القایی نیمه‌فعال (نیمه‌PIT) توسعه داد.

این دستگاه به یک سیم‌پیچ سیمی با خازن‌های توزیع‌شده متکی است که به طور طبیعی میدان‌های مغناطیسی را تقویت می‌کنند و برد ارتباطی را بدون تقویت فعال افزایش می‌دهند. نتیجه، یک حلقه ۵ گرمی است که می‌تواند داده‌ها را با حداقل انرژی منتقل کند.

تاکاهاشی گفت: «اگرچه این فقط یک نمونه اولیه است، picoRing می‌تواند تأثیرات مفیدی بر نحوه تعامل افراد با فناوری داشته باشد.» او افزود که فراتر از کنترل عینک‌های واقعیت افزوده، این دستگاه می‌تواند راه را برای پوشیدنی‌های بادوام‌تر هموار کند یا به عنوان پایه‌ای برای حسگر‌های سلامت عمل کند.

با این حال، picoRing بی‌نقص نیست. تاکاهاشی گفت: «هنوز برای یک حلقه نسبتاً حجیم است، از برخی تداخل‌ها رنج می‌برد و فقط می‌تواند اطلاعات نسبتاً ساده‌ای را منتقل کند. پیمایش و فشار دادن قابل قبول است، اما حرکات پیچیده دست هنوز امکان‌پذیر نیست.

کاربرد‌های آینده

این تیم قصد دارد راحتی و قابلیت اطمینان را، به ویژه در محیط‌های بی‌سیم شلوغ، بهبود بخشد.

آزمایش‌های آینده، استفاده طولانی‌مدت و کاربرد‌های ویژه را بررسی خواهند کرد. اگرچه این مچ‌بند در حال حاضر ضروری است، اما ممکن است در آینده با پارچه‌های رسانا یا سایر رله‌های بی‌سیم جایگزین شود.

تاکاهاشی گفت: «فناوری ما می‌تواند برای نظارت بر سلامت سازگار شود. یک حلقه در تماس نزدیک با پوست است، که آن را به مکانی مناسب برای اندازه‌گیری سیگنال‌هایی مانند ضربان قلب یا تغییرات مرتبط با استرس تبدیل می‌کند.

در حال حاضر، picoRing در محیط‌های AR و VR که استفاده از ماوس‌های سنتی غیرممکن است، بهترین عملکرد را دارد.

نمونه اولیه این دستگاه که می‌تواند با یک بار شارژ بیش از یک ماه کار کند، در مجموعه مقالات سی و هشتمین سمپوزیوم سالانه ACM در مورد نرم‌افزار و فناوری رابط کاربری به تفصیل شرح داده شده است.