هل هذه نهاية لوحة المفاتيح؟

تعد الواجهات الصوتية هي الحل للأماكن التي تتعطل فيها لوحات المفاتيح بسرعة أو يمكن استخدامها بدلاً من ذلك في المستشفيات حيث قد تكون لوحات المفاتيح بمثابة مكان لاختباء البكتيريا. اضغط على الشجرة

تعد لوحات المفاتيح عاملاً أساسيًا في أجهزة الكمبيوتر اليوم، ولكن ربما لن يستمر ذلك لفترة أطول. استخدمت مجموعة من العلماء أجهزة استشعار صوتية لتحويل سطح الطاولة وحتى الأجسام ثلاثية الأبعاد إلى نوع جديد من واجهة الكمبيوتر.

الصوت الذي يتسبب في اهتزاز النافذة أو مرورها عبر سطح الطاولة هو أمر يواجهه الناس يوميًا. تخترق الموجات الصوتية معظم المواد الصلبة. والآن تمكن باحثون من أوروبا من الاستفادة من قدرة اختراق الموجات الصوتية الممتازة عبر وسط صلب لتحويل الأشياء اليومية، بما في ذلك الأشياء ثلاثية الأبعاد، إلى نوع جديد من واجهة الكمبيوتر.

من خلال ربط أجهزة الاستشعار بالمواد المعروضة، حاول الباحثون العاملون في المشروع المعروف باسم "Tai Chi" تنفيذ واجهة بين الإنسان والآلة تعتمد على الصوتيات - واجهات صوتية ملموسة (ومن هنا جاء اختصار TAI). لقد تمكنوا من تحديد مصدر الأصوات بدقة ومتابعة الاهتزازات الصوتية. قد يؤدي لمس مناطق معينة على اللوحة إلى إرسال نوتات موسيقية إلى الكمبيوتر. يمكن ترجمة صوت هجاء الكلمات بالإصبع على قطعة من الخشب في الوقت الفعلي إلى كتابة يدوية على شاشة الكمبيوتر دون الحاجة إلى إدخال طبقة من نظام الاستشعار الحساس أسفل اللوحة.

إن استشعار الاهتزازات على وسط صلب وتحويلها إلى إشارات كهربائية هو الجزء السهل. الموقع الدقيق لمصدر الاهتزاز في المادة الصلبة هو الشيء الصعب. المشكلة هي أن البنية المعقدة للمادة المقدمة تجعل من الصعب بناء نموذج يحاول وصف هذه التقلبات. على سبيل المثال، ستغير القضبان الخشبية الموجودة داخل سطح الطاولة توزيع الموجات الصوتية والاهتزازات.

قام الفريق بالتحقيق في أربع تقنيات رئيسية. تستخدم طريقة وقت الوصول (TDOA) ثلاثة أجهزة استشعار وتقارن الفرق في وقت وصول الموجة الصوتية إلى كل جهاز من أجهزة الاستشعار لتحديد موقعها. في الواقع، كان مفهوم TDOA موجودًا منذ مائة عام. ونظرًا لسرعة الموجة الصوتية وتشتتها عبر مادة صلبة، توفر طريقة TDOA حلاً عمليًا للمشكلة، وإن كان مكلفًا إلى حد ما.

ومن ناحية أخرى، هناك طريقة أخرى تُعرف باسم عكس الزمن، وتحتاج فقط إلى مستشعر واحد. وهو يعمل على مبدأ أن النقر على أي نقطة على السطح يخلق دفعة فريدة يمكن تسجيلها واستخدامها لمعايرة العظام. تعمل طريقة عكس الوقت على الكائنات ثلاثية الأبعاد وكذلك على الأسطح المستوية.

تستخدم الطريقة الثالثة التتبع متعدد أجهزة الاستشعار من خلال عكس التشتت (MUST-RD). تتطلب هذه الطريقة فهمًا شاملاً لخصائص تشتت الصوت للمادة الصلبة. تتم مقارنة منحنى التشتت للموجات الصوتية التي تتحرك على سطح المادة عند فحص المادة بقاعدة بيانات لمنحنيات التشتت للمواد الشائعة. ومن خلال هذه المقارنة يمكن حساب موقع مصدر الاهتزازات، وفي هذه المناسبة أيضًا تقدير تقدير تقريبي لنوع المادة على الأقل.

الطريقة الرابعة التي فحصها الباحثون في مشروع تاي تشي هي التصوير المجسم في مادة صلبة. لقد استخدموا ضغط الصوت وقابلية ضغط الصوت وسرعته في الوسط الصلب لحساب الموقع والوقت. وبهذه الطريقة، يمكن تعيين مصدر الصوت ومحاكاته بنفس الطريقة التي تستخدم بها كاميرات الأشعة تحت الحمراء لرسم خريطة لمصدر الحرارة. قام بعض الباحثين أيضًا بتجربة مزيج من تحديد المواقع الصوتية والتتبع باستخدام تأثير دوبلر لتحديد وتتبع مصدر الصوت المتحرك عبر الهواء.

ضمت المجموعة باحثين من ألمانيا، وفرنسا، وإيطاليا، والمملكة المتحدة، وسويسرا، وتم تمويلها جزئيًا من قبل الاتحاد الأوروبي، بقيادة الدكتور مينج يانيك من جامعة كارديف في ويلز بالمملكة المتحدة.

وفقًا لمينغ، لا ينبغي أن تحل واجهة مستشعر الصوت محل لوحات المفاتيح وأجهزة الماوس في المستقبل القريب، ولكن في بيئات محددة حيث لا تكون لوحات المفاتيح مفيدة - على سبيل المثال في البيئات القذرة أو بدلاً من ذلك في المستشفيات حيث يمكن أن تكون لوحة المفاتيح مكانًا للاختباء للبكتيريا، وأنظمة TAI يمكن أن توفر حلاً أنيقًا. إنه يحب بشكل خاص حل عكس الوقت، على عكس TDOA، فهو يعمل على أي عظم ولا يتطلب مواد خاصة. نظرًا لأنه يحتاج فقط إلى مستشعر واحد وجهاز كمبيوتر عادي، فهو بسيط ورخيص. وتعمل إحدى الشركات المنفصلة التابعة لجامعة باريس حاليًا على تسويق التطبيقات باستخدام هذه الطريقة. أظهرت تقنيات أخرى مثل التصوير المجسم الصوتي وعدًا كبيرًا ولكنها ليست جاهزة للتسويق التجاري.

قامت شركة CeTT، وهي شركة من سويسرا وهي شريك في الكونسورتيوم، بتجميع مجموعة تطوير لـ TAI تتضمن خوارزميات تم تطويرها أثناء المشروع، وبرامج وأجهزة في حزمة واحدة لمطوري التطبيقات الذين يرغبون في تنفيذ اختراقات مشروع Tai-Chi. ومن بين التطبيقات أجهزة استشعار لاسلكية تستخدم تقنية البلوتوث والتي يرغب يانغ في تطويرها بالتعاون مع شركاء من الصناعة. يقول يانغ: "تعد تقنية عكس الزمن إنجازًا مهمًا". "في السابق، كان الناس يعملون فقط بالمواد الخفيفة، أما الآن فقد طورنا القدرة على امتصاص الموجات الصوتية التي تمر عبر المعادن والألواح البلاستيكية وأصبح لدينا واجهة تفاعلية حقيقية.

للحصول على معلومات على الموقع الإلكتروني لتقرير تكنولوجيا المعلومات والاتصالات