Интеллектуальные дверные ручки, «умные» бытовые предметы, новое поколение смартфонов и мобильных компьютеров – все это может в ближайшем будущем стать реальностью благодаря новой технологии сенсорного восприятия, разработанной исследователями Disney Research совместно с учеными университета Карнеги-Мелоун (Carnegie Mellon University).

Эта система, названная Touche, способна распознавать сигналы прикосновений, используя широкий диапазон информационного сигнала. В этом заключается ее основное отличие от существующих современных емкостных сенсорных систем, которые используются в смартфонах и планшетных компьютерах, и которые работают только на одной фиксированной частоте сигнала.

Сенсорная система Touche основана на технологии Swept Frequency Capacitive Sensing (SFCS), которая позволяет любому электронному устройству узнать, когда к нему прикасаются, при этом, сенсорной поверхностью является не только область экрана, а все устройство целиком, и даже тело человека, объем воды и другие объекты, которые раньше нельзя было представить себе в роли сенсорной поверхности.

Помимо этого, с помощью технологии SFCS можно определять не только единичные или множественные касания пальцами, но и определять сложные комбинации, включающие взаимодействие всей ладонью пользователя.

«Широкий диапазон сигнала в течение многих десятилетий уже использовался в радиосвязи, но, насколько нам известно, никто до нас не пытался использовать это для создания сенсорной технологии» – рассказывает Иван Пупырев (Ivan Poupyrev), старший научный сотрудник из Disney Research. – «В наших лабораторных экспериментах с помощью высокочастотной широкополосной технологии мы смогли увеличить количество распознаваемых жестов. Когда это объединено с алгоритмами распознавания жестов, точность распознавания приближается к 100 процентам. Такая технология может использоваться уже в ближайшее время для реализации совершенно новых способов взаимодействия людей с различными объектами и с окружающим миром».

Рис. 1.

Подобно экранам смартфонов, работа системы Touche основана на емкостном сцеплении. Экран смартфона покрыт прозрачной проводящей пленкой, по которой проходит электрический сигнал определенной частоты. При прикосновении человека к этой пленке изменяются ее емкостные электрические характеристики, что влечет за собой изменение параметров сигнала, что служит информационным сигналом для определения прикосновения.

Используя широкий диапазон сигнала, система Touche может получить гораздо больше полезной информации. У различных материалов и тканей организма есть различные электрические емкостные свойства и контроль всей полосы сигнала может точно определить все пути, через которые электрический заряд течет через тело пользователя.

Среди потенциальных применений новой технологии можно выделить применение для создания «умных» вещей и бытовых приборов. Возьмем в качестве примера обычную дверную ручку. Используя технологию Touche, ручка может определить схватился за нее человек или прикоснулся одним, двумя или большим числом пальцев. Естественно, для каждого случая может быть запрограммировано различное действие, к примеру, запереть или отпереть замок, впустить человек, или озвучить сообщение типа «Я ушел, но вернусь через пять минут».

В ходе исследований команда использовала технологию Touche для расширения возможностей сенсорных экранов, которые смогли распознать прикосновения не только кончиками пальцев, но и прикосновения частьи или всей ладони. Они без труда реализовали функций «щелчок кнопки мыши», увеличение и уменьшения масштаба, функции копировать-вставить, работавшие в зависимости от того, касался ли пользователь экрана или задней части корпуса смартфона, одним или двумя пальцами, большим пальцем руки или другими пальцами.