GestIC® od Microchipu – uživatelské rozhraní pro trojrozměrná gesta

Koncem minulého roku představila firma Microchip svoji patentovanou technologii GestICR, která nabízí další dimenzi intuitivního, bezkontaktního uživatelského rozhraní založeného na gestech. Obvod MGC3130 je světově první konfigurovatelný kontrolér pro ovládání trojrozměrnými gesty, který využívá elektrické pole (E-field). Obvod nabízí nízkou spotřebu, přesné, rychlé a odolné sledování pohybu ruky s rozpoznáním gest ve volném prostoru.

Obr. 1 Technologie GestIC s MGC3130 pro ovládání pomocí gest

Se spotřebou pouhých 150 μW v aktivním snímacím režimu umožňuje obvod MGC3130 trvale aktivní rozpoznávání trojrozměrných gest, a to i v případě zařízení napájených z baterie, u kterých je energetický rozpočet extremně napjatý. Nízkoenergetické provedení obvodu MGC3130 a množství konfigurovatelných napájecích režimů představuje v rámci 3D snímacích technologií řešení s nejnižší spotřebou, přičemž ve srovnání s kamerovými systémy pro snímání gest se jedná o úsporu až 90 %.

Obr. 2 Blokové znázornění techniky pro 3D gesta

Diky zabudované knihovně intuitivních a přirozených lidských gest pod názvem Colibri Suite dosahuje technologie GestIC výjimečně vysoké rychlosti rozpoznávání gest, čímž splňuje požadavky současných spotřebních zařízení. Knihovna Colibri Suite kombinuje pravděpodobnostní model Hidden Markov a polohu ruky danou vektory x/y/z. Vývojáři tak mají k dispozici spolehlivou sadu rozpoznaných 3D gest ruky a prstů, kterou mohou snadno implementovat do svých výrobků. Sada obsahuje například probuzení při přiblížení, sledování pozice, mávací, kruhová a symbolová gesta, pomocí kterých lze ovládat funkce jako zapnout/ vypnout, otevření aplikace, ukázání na místo, kliknutí, zoomování, rolování, přejetí myši ve volném prostoru a mnoho dalších. Vývojáři díky této knihovně mohou dostat svůj výrobek rychle na trh. Jednoduchým spárováním jejich systémových příkazů s rozsáhlou sadou přednastavených a ověřených gest od Microchipu se při vývoji vyhnou rizikům. Navíc obvod poskytuje vývojářům volnost v použití předfiltrovaných elektrodových signálů pro další funkce v jejich aplikacích.

Obr. 3 Microchip Sabrewing MGC3130 Single Zone Evaluation Kit

Technologie GestIC využívá tenkých snímacích elektrod vyrobených z jakéhokoli vodivého materiálu, napřiklad spoje na DPS či vrstvu ITO (Indium Tin Oxide) u dotykových senzorů. Samotný snímač tak může být do zařízení integrován zcela neviditelně. To umožňuje realizaci vizuálně atraktivních průmyslových návrhů při velmi nízkých nákladech na celý systém. Technologie navíc poskytuje 100% pokrytí povrchu, prakticky vylučující „slepá“ místa vyskytující se u jiných technologií. S detekčním rozsahem až 15 cm je obvod MGC3130 vhodným nástrojem pro zařízení, jejichž ovládání počítá s těsnou blízkostí uživatele.

Se svým rozsahem konfigurovatelných inteligentních funkcí představuje obvod MGC3130 jednoznačně průlom v oblasti uživatelského rozhraní stroj-člověk napřič nejrůznějšími obory. Společnost Microchip již spolupracuje s výrobci vstupních a dalších zařízení na implementaci tohoto vysoce výkonného způsobu ovládání. Jako příklad můžeme uvést klávesnici, která využívá výhod pokrokového rozhraní nového operačního systému WindowsR 8. V tomto případě je využito ovládání pomocí pohybů a gest ve volném prostoru místo toho, aby se uživatel musel dotýkat obrazovky.

Obvod MGC3130 nabízí sofistikované, přesné a odolné řešení pro rozhraní používající trojrozměrná gesta a pro sledování polohy ruky. Mezi hlavní vlastnosti obvodu patří:

• Rozlišení 150 DPI (podobně jako u počítačové myši), vzorkovací frekvence 200 Hz, která zachytí i ty nejrychlejší pohyby ruky i prstů.
• Analogový vstup se super nízkým šumem pro vysoce přesnou interpretaci signálů ze snímacích elektrod.
• Konfigurovatelné probuzení při přiblížení se spotřebou 150 μW umožňující stále zapnutou funkci snímání gest u mobilních aplikací s omezenou energetickou kapacitou.
• Automatická autokalibrace zajišťující trvale vysokou přesnost po celou životnost výrobku.
• 32bitove zpracování digitálního signálu umožňující zpracování pozičních dat x/y/z a dat z knihovny Colibri Suite v reálném čase.
• Integrovaná flash paměť.
• E-field 70–130 kHz s frekvenčními skoky k eliminaci RF rušení. Dále je zajištěna odolnost vůči rušení okolním světlem a zvuky.

Společnost Microchip také představila jednozónovou vývojářskou sadu Sabrewing MGC3130 Single Zone Evaluation Kit (part # DM160217), kterou je možné zakoupit za 169 dolarů. Sada umožňuje vývoj aplikací s obvodem MGC3130, přičemž vývojář může volitelně pracovat s elektrodou velikosti 5" nebo 7". Sada používá grafické uživatelské rozhraní AUREA, které je zdarma ke stažení. Pomocí tohoto rozhraní může vývojář velmi snadno spárovat vlastní systémové příkazy s knihovnou Colibri Suite. Předprogramovaná knihovna Colibri Suite obvodu MGC3130 obsahuje rozsáhlou sadu odzkoušených trojrozměrných gest pro ruce a prsty.

V současné chvíli jsou k dispozici vzorky obvodu MGC3130 s technologií GestIC v provedeni 5×5 mm v pouzdře QFN. Sériová výroba se očekává v dubnu 2013.

Další informace naleznete na webových stránkách společnosti Microchip (www.microchip.com/get/S238).