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Nuevas interfaces de ordenador, el sonido

Los teclados son una parte necesaria de los ordenadores que usamos habitualmente, ¿verdad? Tal vez no por mucho tiempo. Un grupo de científicos europeos han utilizado sensores acústicos para convertir mesas de madera e incluso objetos tridimensionales en un nuevo tipo de interfaz de ordenador.

El sonido que vibra a través de un cristal o una mesa es algo que la mayoría de la gente experimenta a diario. Las ondas de sonido viajan a través de la mayoría de materiales sólidos. Ahora, los investigadores europeos se han aprovechado de la excelente propagación de las ondas de sonido a través de los sólidos de los objetos cotidianos, incluyendo objetos 3D, para diseñar un nuevo tipo de interfaz de ordenador.

Adjuntando los sensores de materiales sólidos, los investigadores del proyecto de trabajo TAI-CHI "Tangible Acoustic Interfaces for Computer-Human Interaction", fueron capaces de localizar exactamente y realizar un seguimiento de las vibraciones acústicas. El aprovechamiento de áreas discretas de un tablero podría generar notas musicales en un ordenador. Rastreando el sonido de un dedo de la mano en una mesa, se podría traducir, en tiempo real, la escritura a mano en una pantalla de ordenador. No hay necesidad de dispositivos superpuestos o mecanografiado.

Captar las vibraciones en un sólido y convertirlas a impulsos eléctricos es fácil. Localizar exactamente la ubicación de la fuente de las vibraciones en un material sólido es donde se pone complicado. El problema es que las complejas estructuras de los sólidos hacen que la propagación de la onda sea difícil de modelar. Por ejemplo, lo nudos de la madera en un escritorio, alteran la forma en que se dispersan las vibraciones acústicas.

Lectura de las señales

El equipo TAI-CHI investigó cuatro grandes tecnologías. El tiempo de retardo de la llegada (TDOA) utiliza tres o más sensores y compara la diferencia de los tiempos de llegada de una onda acústica en cada uno de los sensores para determinar la ubicación. De hecho, el concepto de TDOA existe ya desde hace unos 100 años. Siempre que se sepa la velocidad de propagación de ondas acústicas a través de un material sólido, TDOA proporciona una solución muy práctica, pero algo cara.

Tiempo de inversión, por otra parte, necesita sólo un único sensor. Trabaja con la idea de que cada lugar en la superficie de un sólido genera un único impulso de respuesta que puede ser registrado y usado para calibrar el objeto. Tiempo de inversión trabaja en objetos 3D así como en superficies planas.

MUlti-Sensor Tracking through the Reversal of Dispersion (MUST-RD) MUlti-Sensor de seguimiento a través de la Inversión de la dispersión (MUST-RD), requiere una profunda comprensión de las propiedades de dispersión de onda de de los sólidos. La curva de dispersión de ondas acústicas en movimiento a través del material bajo prueba se compara con una base de datos de las curvas de dispersión de materiales comunes. A partir de la comparación, la ubicación de la fuente de vibración se puede calcular. (MUST-RD también se puede utilizar para dar una estimación aproximada del tipo de material).

Por último, los investigadores de TAI-CHI trabajaron con holografía acústica en sólido. El uso de la presión del sonido, intensidad del sonido o la velocidad de las partículas para calcular la posición y el tiempo, una fuente de sonido puede ser mapeado y visualizarse de la misma manera que una cámara infrarroja puede mapear fuentes de calor. Algunos de los investigadores de TAI-CHI también experimentaron con una combinación de localización acústica y seguimiento Doppler para localizar y realizar el seguimiento de fuentes de sonido en movimiento a través del aire. El rango de investigadores reunidos en el proyecto, parcialmente financiada por la Comisión Europea - en Alemania, Francia, Italia, Inglaterra, Gales y Suiza - es un factor importante en su éxito, de acuerdo con el coordinador de TAI-CHI, el Dr Yang Ming de La Universidad de Cardiff.

Solución especializada

Interfaces tangibles acústicas como éstas no van a sustituir a los teclados y ratones de ordenador en el futuro próximo, dice el Dr Yang Ming. Pero en determinados entornos en los que los teclados son impracticables - quizás en ambientes muy sucios o en los hospitales, donde un teclado podría ser un escondite para microorganismos - TAIs podría ofrecer una solución elegante.

Según dice el Dr Yang,"tiempo de inversión es una tecnología bella" "A diferencia de TDOA, funciona con cualquier objeto y no requiere de materiales específicos. Debido a que necesita de un solo sensor y un ordenador normal, es muy sencilla y económica. "Una empresa desgajada de la Universidad de París está trabajando en las aplicaciones comerciales de esta".

Otras tecnologías, como la holografía acústica, tienen gran potencial pero que no están listos para su comercialización. CeTT, un miembro suizo de la agrupación, ha reunido un "TAI-CHI Developer's Kit", de los algoritmos desarrollados durante el proyecto, el software y el hardware, como utilidad integrada para desarrolladores de aplicaciones que buscan aprovechar los avances TAI-CHI. Otras aplicaciones incluyen un sensor inalámbrico mediante la tecnología Bluetooth que el Dr Yang Ming gustaría desarrollar con los socios comerciales.

La tecnología de tiempo de inversión es el gran avance del proyecto, según el Dr Yang Ming. "Antes, la gente sólo trabaja sobre materiales fáciles. Hemos desarrollado para metal, plástico y cartón. "Tenemos una interfaz realmente interactiva". Fuente: Cordis (Unión Europea)