Современные устройства ввода и управления

 

 

 

УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Современные устройства ввода  и управления

 

Реферат по информатике

 

 

 

Выполнил:

 

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург, 2011

 

Оглавление.

Введение. 3

Управление при помощи мимики. 4

Управление при помощи глаз. 5

Последние разработки. 6

Заключение. 8

Источники. 9

 

Введение.

Инженеры и учёные давно  пытаются научить технику подчиняться  силе человеческой мысли без необходимости  использования промежуточного интерфейса вроде механических манипуляторов  и клавиатуры. На уровне экспериментальных  разработок широкое распространение  получили способы управления компьютером, использующие метод электроэнцефалографии. Компании OCZ Technology в 2008 году даже удалось  наладить массовое производство устройств NIA, позволяющих управлять игровыми персонажами при помощи мимики и  определённых мысленных ассоциаций. Существуют также разработки, позволяющие управлять компьютером при помощи глаз. Современные методы предлагают устанавливать пластиковую основу с интегрированными датчиками между мозгом и черепной коробкой.

 

 

Управление  при помощи мимики.

Два года назад компания OCZ Technology продемонстрировала любопытное устройство по имени Neural Impulse Actuator, которое позволяло управлять компьютерными играми при помощи мимики. Три закрепляемых на лбу пользователя датчика преобразовывали электроэнцефалографические сигналы в команды, понятные компьютеру. Например, движение глаз из стороны в сторону могло заставить персонаж компьютерной игры скользить в поперечном направлении, а моргание или поднятие бровей заставляло прыгать.

Прошёл почти год, и  компания OCZ Technology заявила о готовности начать серийные поставки устройства NIA на потребительский рынок. Ознакомимся с внешностью серийного экземпляра:

Выглядит достаточно изящно. На металлическом ободке закреплены три "сухих" датчика, устройство сообщается с компьютером по интерфейсу USB 2.0. На CeBIT 2008 демонстрировалась также и старая версия устройства, представляющая собой гибкую повязку, закрепляемую на голове пользователя.

Устройство преобразует  электроэнцефалографические сигналы  в команды клавиатуры, что позволяет  использовать его совместно с  широким спектром программного обеспечения. Для работы с NIA требуется некоторая  калибровка и привыкание. Чем больше опыта у пользователя, тем менее  интенсивна его мимика при работе с устройством. Один из разработчиков NIA вообще совершает едва заметные движения мышцами лица, прекрасно управляясь с компьютером без помощи мыши.

Управление  при помощи глаз.

В 2003 году испанская компания Iriscom объявила о создании технологии, позволяющей контролировать работу компьютера исключительно при помощи глаз. Предполагалось, что система Quick Glance поможет людям с ограниченными двигательными способностями, инвалидам и пациентам, которые, по тем или иным причинам, не в состоянии отдавать голосовые команды.

Quick Glance, фактически, представляет собой специально сконструированный программно-аппаратный комплекс, состоящий из видеокамеры и средств управления курсором на экране. Камера в режиме реального времени отслеживает положение радужной оболочки глаза, а сопутствующее ПО преобразует эту информацию в координаты указателя. Причем Iriscom способна заменить не только мышь, но и в какой-то степени клавиатуру. В последнем случае на дисплей выводятся графические изображения клавиш, и пользователю нужно лишь поочередно подводить к ним курсор. Для ввода символа или команды необходимо несколько раз моргнуть глазами.

 
Со слов одного из разработчиков  Quick Glance, предложенная методика достаточно эффективна, и после небольшой тренировки пациенты могут пользоваться системой в течение 5-6 часов, делая короткие перерывы на отдых каждые 15-20 минут.

Конечно, тонкое управление пальцами рук, получаемое ПК от стереокамеры, будет ущербно без мониторинга  положения и динамики движения суставов, для этого потребуются специальные  перчатки с гироскопами и акселерометрами. Но вот обновленный вариант управления глазами, к тому же не в игровых  целях, а для обычного управления компьютером, предложил шведский производитель Tobii Technology AB. По заявлениям компании, Tobii PCEye - самое продвинутое решение в этом сегменте. Отмечается, что качество управления не зависит от цвета и размера глаз, освещенности и поворота головы. Такая система поможет многим людям с ограниченными физическими возможностями приобщиться к активной социальной жизни.

Последние разработки.

Совсем недавно, в апреле 2011 года, Американским учёным удалось разработать методику более точной интерпретации сигналов мозга для управления курсором компьютера. Дело в том, что традиционный метод с использованием электроэнцефалографа, датчики которого размещаются на голове человека, не обеспечивает высокой точности толкования сигналов из-за необходимости подстраиваться под каждого человека и наличия погрешностей. Кроме того, через черепную коробку до датчиков добирается лишь малая часть сигналов. Авторы нового исследования предлагают устанавливать пластиковую основу с интегрированными датчиками между мозгом и черепной коробкой - так можно более точно интерпретировать сигналы.

Кроме того, для однозначной  ассоциации определённых сигналов с  необходимой командой американские учёные предлагают опираться на набор  гласных звуков, о которых пользователь будет думать, желая отдать компьютеру команду на перемещение курсора  в определённом направлении. Сейчас мы используем мышь для перемещения  курсора по экрану компьютера, описываемый же метод можно сравнить с управлением курсором при помощи клавиатуры: каждому гласному звуку, который пользователь проговаривает про себя, соответствует определённая "стрелочка". Так гораздо проще добиться высокой точности интерпретации сигналов головного мозга. В перспективе площадь имплантируемых под черепную коробку устройств управления не будет превышать 4 х 4 мм, что существенно упростит операцию по их установке. В недалеком прошлом, компания Intel уже высказывалась за интеграцию микросхем в человеческий мозг.

Представители Intel, отвечающие за научные разработки заявили, что  к 2020 году компания сможет создать чипы, вживляемые в мозг человека, которые  позволят управлять электронной  техникой и компьютерами при помощи мысли. Сейчас учёные активно анализируют  мозговую деятельность человека, пытаясь  создать основу для подобного "телепатического  интерфейса". Существенную помощь в  этом оказывает метод магнитно-резонансной  томографии, который позволяет увидеть, какие области головного мозга  активизируются при определённых умственных действиях или мысленных ассоциациях. Первым шагом к созданию "телепатического  интерфейса" станет некая головная гарнитура, анализирующая электроэнцефалографические сигналы мозга, но позднее Intel планирует  создать крохотные микросхемы, вживляемые непосредственно в мозг.

Разумеется, вживление "интерфейсного  чипа" в мозг будет производиться  только с согласия человека. Изучение подобных проблем позволяет Intel лучше  понять строение и принципы работы головного мозга, что пригодится и при создании более совершенных  компьютеров.

 

Заключение.

Компьютеры в ближайшем  будущем смогут не только повиноваться голосу человека, но и слушаться  его жестов, взглядов и даже мыслей, вычисляя настроение, эмоции, нужды  хозяина. Технологии компьютерного  зрения откроют доступ к общению  для людей с ограниченными  возможностями, помогут диагностировать  состояние маленьких детей и  станут «эмоциональными глазами» для страдающих аутизмом.

"Модернизированный человек"  сможет набирать в компьютере  тексты целыми словами и фразами,  не пользуясь клавиатурой или  мышью, моментально обмениваться  сообщениями с собеседником, быстро  и эффективно осуществлять навигацию  по Сети.

Компьютеры понимают только нули и единицы, вся задача стоит  в путях кодировки. Похоже, идеи фантастов  о создании "кибернетических организмов" станут реальностью в этом веке.

 

Источники.

 

1. www.yandex.ru
2. www.overclockers.ru
3. www.bbc.co.uk
4. www.tobii.com