Модульный чехол вернет смартфонам кнопки

Инженеры из компании Snap и Колумбийского университета разработали концепцию небольших механических контроллеров, закрепляемых на чехле смартфона и позволяющих управлять его функциями. Они работают благодаря акселерометру, регистрирующему небольшие усилия, возникающие при нажатии кнопки или повороте колеса в контроллере. Разработка будет представлена на конференции SIGGRAPH 2019.

Примерно десятилетие назад мобильные телефоны начали активно избавляться от физических кнопок. Изначально производители перешли от физической клавиатуры к экранной, а затем тенденция продолжилась избавлением от традиционной для смартфонов кнопки «Домой» и некоторых других. А в последние годы некоторые производители, такие как HTC и Meizu, полностью отказались от кнопок в смартфонах, заменив их на сенсорные области на корпусе. Однако физические кнопки имеют преимущества перед сенсорными интерфейсами. К примеру, они позволяют управлять смартфоном, не глядя нв него или с надетыми перчатками. Кроме того, при нажатии на обычные кнопки пользователь не заслоняет часть экрана пальцами.

Шри Найяр (Shree Nayar) и его коллеги Колумбийского университета и компании Snap (разработчик сервиса Snapchat) создали концепцию модульных контроллеров, позволяющую использовать кнопки и другие механические интерфейсы с современными смартфонами. Контроллеры представляют собой небольшие модули в пластиковом корпусе, которые можно вставлять в пазы на задней части чехла для смартфона, и использовать для управления его функциями.

Инженеры разработали два вида контроллеров, в основе которых лежит один и тот же принцип: кнопка и колесо. В каждом из контроллеров есть пружина с закрепленным на ней металлическим шаром, выступающим в качестве груза. Во время нажатия кнопка (или колесо во время вращения) с помощью небольшого выступа сначала сжимает, а затем расслабляет пружину. Это вызывает небольшое смещение смартфона вбок, которое почти незаметно для пользователя, но достаточно для регистрации события акселерометром, установленным в смартфоне.

Разработчики решили не модифицировать сами смартфоны, добавляя в них пазы, а использовать чехлы, которые используют почти 80 процентов владельцев смартфонов. Напечатанный ими на 3D-принтере чехол рассчитан на восемь модулей размером 20 на 16 миллиметров. Поскольку в чехле больше пазов для модулей, чем типов контроллеров (кнопка или колесо), разработчики решили оснащать каждый модуль специфичным для него выступом, форма которого определяет профиль силы или ускорения на графике:

Инженеры использовали простой алгоритм, который фильтрует исходный сигнал с акселерометра, определяет на нем ось с самым интенсивным сигналом, а затем с помощью метода k-ближайших соседей классифицирует полученный сигнал и на основании этих данных определяет активированный модуль и его действие.

В целом применение таких контроллеров ограничено только возможностями приложений по взаимодействию с операционной системой смартфона, но разработчики продемонстрировали несколько примеров применения. Они научили приложение использовать модуль с колесом для управления зумом камеры, а кнопки приспособили для управления мобильной игрой и приложением, имитирующим духовой инструмент.

Отчасти похожий принцип косвенной регистрации движения механического контроллера в прошлом году использовали американские инженеры. Они создали колесо с пружиной, которая при вращении колеса периодически прижимается к пассивной антенне. Это меняет отражаемый антенной сигнал Wi-Fi, что можно заметить с помощью обычного роутера.

Кроме того, ранее инженеры создавали и другие необычные контроллеры для смартфонов. Например, робопалец, который можно использовать в качестве устройства ввода-вывода, умные очки, регистрирующие почесывание носа и превращающие его в команду для смартфона, а также пластыри со пружиной из сплава с эффектом памяти формы, выступающие в качестве индикатора уведомлений.

Григорий Копиев