Sensori per l’identificazione del consumatore

distributori automatici di bevande e altri prodotti costituiscono per l’industria elettronica un’opportunità di mercato relativamente poco considerata ma in rapida crescita. L’espansione è dovuta a una nuova categoria di macchine, i distributori automatici intelligenti, che uniscono la comodità e l’accessibilità di una transazione immediata con l’esperienza personalizzata, divertente e connessa che oggi i consumatori si attendono. Ciascuna di queste macchine conterrà sistemi elettronici per facilitare l’interazione con l’utilizzatore, controllare l’erogazione del prodotto e dei contanti, gestire l’uso dell’energia. Quali sono le soluzioni disponibili per realizzare i distributori automatici intelligenti di nuova generazione? Fondamentalmente, i distributori intelligenti offrono a ogni utilizzatore un’esperienza d’acquisto personalizzata e individuale. I sistemi possono inoltre aderire pienamente al paradigma Internet of Things, essendo cioè totalmente connessi in rete e offrendo il collegamento a server tramite Cloud, strumenti di scansione e servizi a valore aggiunto basati su interazioni via web. I gestori delle macchine possono quindi utilizzare Internet per aggiornare il contenuto delle piattaforme interattive e presentare pubblicità personalizzate.

Identificare il consumatore

Con naturalezza, il barista del vostro bar preferito accoglierà in modi diversi un manager, una signora anziana e un adolescente. I baristi più intraprendenti proveranno a tentare l’avventore con un croissant, una fetta di torta o uno spuntino salutista, a seconda di ciò che viene abitualmente consumato da una certa categoria di clienti o da quella specifica persona. I costruttori di distributori automatici sanno che questa interazione è una parte essenziale dell’esperienza del consumatore e che può anche essere monetizzata. Se le ricerche di mercato mostrano, ad esempio, che un determinato spuntino attira i consumatori di 20-25 anni, un’offerta mirata a questo gruppo potrà ottenere dei risultati; il gruppo di età superiore ai sessant’anni potrà invece essere attratto da un’offerta diversa. In che modo un distributore automatico può imitare una valutazione che gli esseri umani compiono con facilità e naturalezza? Dotare i distributori automatici di una fotocamera è facile ed economico, ma la vera sfida è interpretare le immagini acquisite. Per fortuna l’elettronica consumer fornisce già una soluzione. Gli smartphone sono in grado di riconoscere il viso del proprietario, e i distributori automatici possono sfruttare gli stessi algoritmi e tecnologie. L’implementazione di queste soluzioni pone però delle sfide, perché i distributori automatici sono fabbricati in quantità ridotte rispetto agli smartphone ed hanno un’architettura molto diversa. Il successo del progetto dipende in modo cruciale dall’impiego di buoni algoritmi capaci di fornire risultati affidabili senza sfruttare eccessivamente le risorse del sistema. Anche algoritmi ben progettati possono comportare un uso molto intenso del processore e della memoria, e l’aggiunta della visione richiede ulteriori risorse. Il modulo HVC di Omron con fotocamera integrata è rivolto appunto a queste applicazioni; è inoltre disponibile anche per quantità limitate e qualunque progettista può facilmente integrarlo nel proprio sistema, senza la necessità di comprendere i complessi algoritmi di analisi dell’immagine né la componente ottica. Il modulo HVC è basato sul software Okao Vision, un insieme di collaudati algoritmi di riconoscimento delle immagini utilizzati in oltre 500 milioni di fotocamere digitali, telefoni cellulari e robot di sorveglianza. Tra le caratteristiche del modulo sono comprese la rapidità e ripetibilità delle risposte e la distanza di rilevamento. Ad esempio, l’HVC è in grado di acquisire, rilevare e riconoscere un viso a una distanza di 1,3 metri in 1,1 secondi, ricavando informazioni come età, sesso e umore del soggetto, e fornendo insieme alla lettura una stima del relativo livello di attendibilità. Il modulo implementa il software Okao su una piattaforma hardware completa di fotocamera, processore e interfaccia dati, specificamente ottimizzata per questa applicazione in termini di supporto digitale e ottico. Il modulo costituisce una soluzione plug-in totalmente integrata; lo sviluppatore può limitarsi a leggere i dati forniti in uscita e a configurare il sistema per prendere le decisioni appropriate in funzione del loro stato.

I meccanismi di rilevamento

I distributori automatici intelligenti possono erogare una vasta gamma di prodotti e devono essere in grado di adattarsi rapidamente ai cambiamenti dei requisiti posti dal commercio al dettaglio. I distributori di bevande, in particolare, pongono difficoltà specifiche, poiché devono essere capaci di rilevare la presenza e il livello di una varietà di liquidi e la presenza o l’assenza di bicchieri. Le bevande a temperatura molto alta, inoltre, rappresentano un rischio per l’utilizzatore; anche per questo, i costruttori assegnano grande importanza alla precisione e all’affidabilità del rilevamento della temperatura. In molti casi per queste applicazioni è possibile utilizzare fotomicrosensori convenzionali, tuttavia è ben noto che ci sono tipi di superfici difficili da rilevare con questi dispositivi. In particolare le superfici riflettenti, diffusive o di colore nero profondo, che rendono difficoltoso il rilevamento degli oggetti trasparenti e dei liquidi. Il nuovo sensore di luce riflettivo convergente B5W di Omron è in grado di individuare gli oggetti in modo molto più affidabile rispetto ai normali fotosensori a riflessione, anche nel caso di superfici riflettenti, trasparenti, diffusive o nere. Il raggio di luce convergente del sensore permette di rilevare con precisione la presenza di un oggetto all’interno di una zona ben delimitata, ignorando tutti gli altri oggetti sullo sfondo o più vicini.

Il conteggio dei contanti

Nonostante la crescente diffusione dei pagamenti contactless, molti consumatori preferiscono ancora pagare in contanti. I distributori devono quindi essere in grado di accettare banconote ed erogare il resto in monete. I più recenti sensori di microspostamenti ad alta risoluzione possono aumentare l’affidabilità di questi meccanismi, misurando lo spessore della carta anche senza contatto e rilevando l’inserimento multiplo di più banconote tramite piccoli cambiamenti della posizione della luce riflessa dall’oggetto. Ad esempio il nuovo sensore ottico di spostamento Z4D di Omron ha una risoluzione di soli dieci micron, un decimo del diametro di un capello o dello spessore di uno strato di vernice. Questa risoluzione eccezionale è ottenuta grazie a un design esclusivo di Omron che impiega la triangolazione ottica. Tale struttura offre una linearità molto alta e stabile tra la tensione d’uscita e la distanza, semplificando il progetto del circuito host.

Il consumo in stand-by

Come altri sistemi elettronici, anche i distributori automatici intelligenti sono soggetti alle direttive sul controllo dei consumi, quali la direttiva ErP Ecodesign che fissa per il consumo dell’apparato in stand-by un massimo di 0,50 W, elevabile a 1 W se l’apparato è dotato di un display di stato. Questo requisito riguarda in modo particolare i distributori automatici da tavolo, come le macchine per il caffè installate negli uffici, che sono utilizzate con minore frequenza e restano spente quando inutilizzate, ad esempio la notte. Per soddisfare questa esigenza, Omron ha presentato un interruttore a bilanciere con reset automatico, il più piccolo dispositivo di questo tipo sul mercato, che consente di azzerare il consumo in stand-by. Questo interruttore può essere comandato a distanza ed è disponibile anche in una versione con spegnimento ritardato, per consentire un arresto sicuro del sistema. Quando l’interruttore viene posto nella posizione di spento, l’alimentazione al sistema viene mantenuta temporaneamente e interrotta solo all’arrivo di un segnale esterno, dopo un intervallo stabilito dal progettista. Ciò previene problemi di perdita dei dati o danni circuitali dovuti a uno spegnimento forzato da parte dell’utilizzatore, contribuendo alla realizzazione di applicazioni più sicure.

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