Tecnologie di controllo e sensori sui dispositivi mobili, un caso d'uso

Gli smartphone di nuova generazione incorporano in un dispositivo compatto un insieme di tecnologie estremamente interessanti da sfruttare per la creazione di interfacce pervasive e invisibili. Per testarne le possibilità ho salvato i dati relativi alle azioni di camminare, sedersi, rialzarsi, cadere. E' stato utilizzato un Samsung S Plus I-9001 con Kernel 2.6.35.7, firmware 2.3.6 build Gingerbread. Riporto in fondo all'articolo i grafici relativi ai primi due test per avere un dettaglio sull'incredibile risoluzione e sulle prestazioni  dei sensori presenti nello smartphone. L'applicazione utilizzata per i test è Iperoid, nata dalle ceneri di Ultroid come libreria general purpose per Android. Grazie ad essa è possibile monitorare con semplicità tutta la sensoristica dei dispositivi android, compresi microfono e sintesi per l'interazione vocale con lo smartphone, e rilevamento delle azioni nell'utilizzo del touchscreen. L'applicazione in fase beta, scaricabile dal playstore, consente di rilevare con immediatezza le potenzialità degli strumenti di monitoraggio offerti dal proprio smartphone android.

Samsung
Esempio di Ultroid su un Samsung Galaxy S Plus

L'idea del caso d'uso è quella di stabilire il comportamento dell'individuo, rilevando oltre alle sue azioni, le condizioni ambientali come luminosità, temperatura, possibilmente ascoltando le sue richieste e facendole interpretare al motore di riconoscimento vocale, lasciando che il dispositivo risponda anch'esso mediante voce sintetizzata e che si occupi di monitorare e pilotare altri dispositivi. Per far questo sarebbe sufficiente implementare mediante Mandrone (evoluzione di DomoBuilder), l'intelligenza d'ambiente. I sensori di luminosità, i sensori di movimento, di presenza, l'occhio stesso della casa sono ormai tutti incapsulati all'interno dello stesso dispositivo.

La sensoristica controllabile su un telefonino android mediante le API del framework di sviluppo (esclusi volume ambientale e rilevazioni di altro tipo), al momento sono:

  1. Accelerometro
  2. Misuratore di campo magnetico
  3. Orientamento (deprecato)
  4. Giroscopio
  5. Luminosità
  6. Pressione
  7. Temperatura (deprecato in favore di temperatura d'ambiente)
  8. Prossimità
  9. Gravità
  10. Accelerazione lineare
  11. Vettore di rotazione
  12. Umidità
  13. Temperatura d'ambiente

Ecco alcuni esempi di segnale ricavati dai acuni dei sensori a disposizione durante il test. In questo test ho effettuato in circa 20 secondi un percorso a U. Il cellulare è nel taschino, quindi con l'asse Y parallelo al corpo in piedi. La frequenza della camminata evidenziata dai grafici è di circa 1,5 passi al secondo. Alcuni sensori sono ridondanti: l'accelerometro legge sempre gravità + accelerazione lineare.  Gli ultimi due sono stati estrusi successivamente per semplificare la loro disponibilità. I sensori hanno una risoluzione di circa 10 millisecondi.

Camminata

Sensore 01
Accelerometro

L'accelerometro valuta l'accelerazione sui tre assi. Quando il cellulare è fermo il modulo di tali vettori è corrispondente all'accelerazione di gravità in quel punto. Già con questo solo sensore sarebbe possibile rilevare la posizione e i movimenti del telefono nello spazio.

Sensore 02

Campo Magnetico

Sensore 03
Orientamento

Sensore di campo magnetico e orientamento sono utili a rilevare la posizione nello spazio.

Sensore 09
Sensore di gravità

Sensore 10
Accelerazione lineare

Questo sensore è probabilmente quello che più di tutti è utile a rilevare la qualità del movimento.

Sensore 11
Vettore di rotazione

Sedersi

Vediamo come viene graficata l'azione di seduta. Prima di sedermi mi sono piegato un po' in avanti e poi mi sono appoggiato all'indietro. Sensore 01
Accelerometro

Sensore 02
Campo Magnetico

Sensore 03
Orientamento

Sensore 09
Sensore di gravità

Sensore 10
Accelerazione lineare

L'accelerazione non è più sufficiente. Qui fa solo capire che c'è stata un'accelerazione verso il basso e indietro con un successivo rapido stop.

Sensore 11
Vettore di rotazione

In conclusione con uno o due sensori e degli algoritmi di apprendimento automatico, si riescono a rilevare alcune azioni di base dell'utente del telefonino, con la conseguente possibilità di implementare un'interfaccia di nuova generazione, come dimostrano già tanti prodotti presenti sul market delle applicazioni per smartphone, e i nuovi progetti di google sull'interazione tra telefonino e browser su pc.