Інженери з компанії Snap і Колумбійського університету розробили концепцію невеликих механічних контролерів, що закріплюються на чохлі смартфона і дозволяють керувати його функціями. Вони працюють завдяки акселерометру, що реєструє невеликі зусилля, що виникають при натисканні кнопки або повороті колеса в контролері. Розробка буде представлена на конференції SIGGRAPH 2019.
Десятиріччя тому мобільні телефони почали активно позбуватися фізичних кнопок. Спочатку виробники перейшли від фізичної клавіатури до екранної, а потім тенденція продовжилася позбавленням від традиційної для смартфонів кнопки «Додому» і деяких інших. А в останні роки деякі виробники, такі як HTC і Meizu, повністю відмовилися від кнопок в смартфонах, замінивши їх на сенсорні області на корпусі. Однак фізичні кнопки мають переваги перед сенсорними інтерфейсами. Наприклад, вони дозволяють керувати смартфоном, не дивлячись нв нього або з надітими рукавичками. Крім того, при натисканні на звичайні кнопки користувач не затуляє частину екрану пальцями.
Шрі Найяр (Shree Nayar) і його колеги Колумбійського університету і компанії Snap (розробник сервісу Snapchat) створили концепцію модульних контролерів, що дозволяє використовувати кнопки та інші механічні інтерфейси з сучасними смартфонами. Контролери являють собою невеликі модулі в пластиковому корпусі, які можна вставляти в пази на задній частині чохла для смартфона, і використовувати для управління його функціями.
Інженери розробили два види контролерів, в основі яких лежить один і той же принцип: кнопка і колесо. У кожному з контролерів є пружина із закріпленою на ній металевою кулею, яка виступає як вантаж. Під час натискання кнопки (або коліса під час обертання) за допомогою невеликого виступу спочатку стискає, а потім розслабляє пружину. Це викликає невелике зміщення смартфона вбік, яке майже непомітно для користувача, але достатньо для реєстрації події акселерометром, встановленим у смартфоні.
Розробники вирішили не модифікувати самі смартфони, додаючи в них пази, а використовувати чохли, які використовують майже 80 відсотків власників смартфонів. Надрукований ними на 3D-принтері чохол розрахований на вісім модулів розміром 20 на 16 міліметрів. Оскільки в чохлі більше пазів для модулів, ніж типів контролерів (кнопка або колесо), розробники вирішили оснащувати кожен модуль специфічним для нього виступом, форма якого визначає профіль сили або прискорення на графіку:
Інженери використовували простий алгоритм, який фільтрує вихідний сигнал з акселерометра, визначає на ньому вісь з найінтенсивнішим сигналом, а потім за допомогою методу k-найближчих сусідів класифікує отриманий сигнал і на підставі цих даних визначає активований модуль і його дію.
В цілому застосування таких контролерів обмежене тільки можливостями додатків по взаємодії з операційною системою смартфона, але розробники продемонстрували кілька прикладів застосування. Вони навчили додаток використовувати модуль з колесом для управління зумом камери, а кнопки пристосували для управління мобільною грою і додатком, що імітує духовий інструмент.
Частково схожий принцип непрямої реєстрації руху механічного контролера в минулому році використовували американські інженери. Вони створили колесо з пружиною, яка при обертанні колеса періодично притискається до пасивної антени. Це змінює відображений антенний сигнал Wi-Fi, що можна помітити за допомогою звичайного роутера.
Крім того, раніше інженери створювали й інші незвичайні контролери для смартфонів. Наприклад, робопалець, який можна використовувати як пристрій введення-виведення, розумні окуляри, що реєструють почесування носа і перетворюють його на команду для смартфона, а також пластирі зі пружиною зі сплаву з ефектом пам'яті форми, що виступають в якості індикатора повідомлень.