Interfacce sempre più smart negli elettrodomestici

Negli anni, la modalità di interazione con gli elettrodomestici è cambiata radicalmente. Manopole e interruttori, scomodi e ingombranti, sono stati sostituiti da controlli di tipo tattile più o meno sofisticati e da pannelli di controllo più eleganti, dotati di indicatori e display per la visualizzazione. I miglioramenti apportati non hanno interessato solamente la praticità. I fornelli, ad esempio, sono ora più facili da pulire grazie alle superfici lisce e all’eliminazione delle manopole di controllo dietro alle quali si può annidare la sporcizia. In linea generale si può affermare che più efficace è la modalità di controllo degli elettrodomestici, più questi ultimi diventano sicuri. L’accensione accidentale di uno di questi può rivelarsi molto pericolosa, ragion per cui i fornelli di ultima generazione prevedono controlli che richiedono una pressione decisa per la loro accensione e tocchi più leggeri per regolare la temperatura del piano di cottura e del forno. In generale, l’interfaccia tra uomo e macchina sta diventando sempre più intuitiva e meno confusa, anche a fronte di un aumento delle funzionalità degli elettrodomestici di nuova generazione.

Elettrodomestici affidabili

Intuitività e facilità d’uso sono solo due degli aspetti di questa evoluzione. I componenti elettromeccanici come manopole e interruttori sono notoriamente poco affidabili; sono soggetti a fenomeni di usura e rappresentano la più comune causa di guasti. Con l’eliminazione di questi componenti l’affidabilità complessiva di un elettrodomestico, valutata in Mtbf (Mean time between failure), aumenta in modo sensibile. Ciò significa una diminuzione del numero di chiamate per interventi per il produttore, meno frustrazione per l’utente e un aumento della reputazione per il produttore. I controlli di tipo tattile in grado di rilevare la forza stanno suscitando un interesse crescente. Poiché non prevedono parti in movimento, risultano più affidabili e permettono a un’azienda produttrice di elettrodomestici di conoscere il loro grado di usura, semplificando la manutenzioni predittiva. La tecnica di rilevamento della forza è stata inizialmente utilizzata in prodotti come i frullatori, la cui velocità può essere controllata tramite la pressione esercitata sull’impugnatura. In ogni caso per i produttori di elettrodomestici è difficile capire esattamente cosa vogliono i consumatori, che spesso non hanno l’esatta percezione dei loro desideri fino al momento in cui non hanno sperimentato un prodotto. Si pensi ad esempio ai tablet. Quando Apple lanciò l’iPad non vi era nessuna richiesta esplicita da parte dei consumatori per questo prodotto. Ora i tablet sono dovunque. Chi è impegnato nello sviluppo e nella progettazione di un prodotto deve quindi effettuare valutazioni accurate nel momento in cui si accinge a realizzare progetti di un’interfaccia uomo-macchina che possa contribuire ad aumentare la quota di mercato di un’azienda. Il rischio è che le idee non vengano recepite dai consumatori in quanto troppo diverse da quelle a cui sono abituati. In questo caso la parola chiave è rapidità. Nel caso sia possibile sviluppare e sperimentare rapidamente insieme ai consumatori concetti innovativi adattabile in tempi brevi sulla base dei riscontri dei consumatori, le aziende possono acquisire un vantaggio competitivo. Lavorare in sinergia con i partner della catena di fornitura che condividono questo approccio è un elemento essenziale per il successo di un prodotto.

Una tecnologia innovativa

A questo punto è utile chiedersi quale può essere la tecnologia in grado di supportare un’evoluzione come quella appena descritta. Inventata e sviluppata da Peratech, la tecnologia Qtc (Quantum tunnelling composites) può essere utilizzata per creare controlli e tasti sottili e affidabili in grado di assicurare elevata velocità di risposta e lunga durata. Questa tecnologia è basata su un inchiostro conduttivo formato da una miscela di particelle di materiale semiconduttore disperse in un legante polimerico che sfrutta le leggi della meccanica quantistica per dar vita a un materiale flessibile e a basso costo in grado di rilevare la forza. Lo spessore di questo materiale può essere di soli 50 µm, inferiore allo spessore medio di un capello. Maggiore è la forza applicata, più sostenuto sarà l’aumento del flusso di elettroni che attraversa la barriera per effetto tunnel, con conseguente diminuzione della resistenza del materiale, che passa da valori dell’ordine dei 100 kΩ a valori dell’ordine di 100 Ω. Tramite la pressione è dunque possibile trasformare un dielettrico in un conduttore. Quando la pressioni viene rimossa il fenomeno si inverte dando luogo a un’isteresi trascurabile. Questa tecnologia di rilevamento è inoltre particolarmente efficiente in termini energetici, in quanto non è presente alcun flusso di corrente quando non si applica alcuna pressione. In prima istanza, i sensori che utilizzano la tecnologia Qtc possono essere usati come interruttori di pressione o come potenziometri. Poiché non è richiesto alcun microcontrollore per decodificare i tocchi, questa tecnologia può essere integrata in modo semplice ed economico nei progetti esistenti.

Per interfacce creative

La tecnologia Qtc permette di realizzare interfacce più creative per gli elettrodomestici della prossima generazione. Ad esempio è possibile utilizzare i sensori Qtc per sviluppare interruttori multi-funzione grazie ai quali è possibile impostare o regolare il controllo con un dito. Ad esempio potrebbe trattarsi di un semplice contorno circolare posto sulla superficie liscia della parte superiore di un fornello o un pannello frontale che richiede una pressione decisa per l’accensione del forno o dei fuochi. Tramite la pressione del medesimo tasto è anche possibile impostare la temperatura, magari premendo la parte superiore per aumentarla o la parte inferiore per diminuirla. La pressione può essere decisa, per modifiche veloci, oppure meno intensa, per un controllo più preciso. Gli utenti possono avere un riscontro immediato nel momento in cui toccano anche la più complessa matrice formata da sensori Qtc. Il ridotto tempo di latenza elimina qualsiasi incertezza circa il fatto che l’elettrodomestico abbia registrato l’azione desiderata. Un’esperienza questa che gli utilizzatori hanno già sperimentato con altri tipi di tecnologie tattili e di rilevamento della forza. Esistono già alcuni esempi di integrazione di tecnologie tattili utilizzate per la visualizzazione negli elettrodomestici, ma non è stato ancora implementato un approccio di tipo olistico riguardo la fruizione complessiva da parte dell’utente. Ciò è dovuto alle limitazioni intrinseche delle attuali tecnologie di tipo tattile e al fatto che il rilevamento di tipo capacitivo si basa su tocchi leggeri, non prevede il controllo della pressione applicata e non garantisce prestazioni ottimali quando la superficie (o il dito) è unta o bagnata. Ciò rappresenta un problema per gli elettrodomestici da cucina, che possono diventare pericolosi nel caso l’utente non sia in grado di stabilire se sono accesi o spenti. Oltre a ciò, i progettisti vogliono effettuare una mappatura non solo della forza, ma anche del punto in cui la forza è applicata in modo da rilevare più punti di presa, torsione o rotazione. I sensori Qtc sono in grado di effettuare la scansione di numerosi punti di tocco con il livello di risoluzione - compreso tra 1.500 e 15.000 Dpi - richiesto dall’applicazione. Una funzionalità di questo tipo, che permette di rilevare più tocchi e più livelli di forza, apre numerose opportunità a chi è impegnato nella definizione e nella progettazione di nuovi elettrodomestici. Il rilevamento di più forze è usato, ad esempio, per rendere più sicuri i pannelli tattili di fornelli, forni, forni a microonde e frullatori, perché l’utente deve esercitare una certa forza per attivare una funzione. Nel caso si utilizzasse la tecnologia di rilevamento tattile di tipo capacitivo, l’accensione involontaria di un forno sarebbe semplice come far partire per sbaglio una telefonata - creando un problema di sicurezza - a meno che gli utenti non attivino una funzione di blocco. L’integrazione di sensori di forza (Fig. 1) permette di risolvere con semplicità anche questo problema.

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