Un’interfaccia sensibile all’ambiente

In alcune occasioni, gli smartphone non sono così smart come il loro nome potrebbe suggerire. Prendiamo ad esempio un ufficio dove lavorano alcuni dipendenti, ognuno dei quali è silenziosamente concentrato sulle sue attività. All'improvviso, il silenzio è rotto una musica pop a tutto volume: è la suoneria del telefono di un collega che si trova fuori per una pausa sigaretta. Il telefono, lasciato sulla scrivania, inizia a vibrare e scivola pian piano verso il bordo, costringendo un collega a lasciare la sua postazione per spostare il telefono in un luogo sicuro. Per le persone in ufficio si tratta di qualcosa di irritante, che fa perdere loro la concentrazione. All’apparenza sembra strano che uno smartphone possa comportarsi in un modo così poco intelligente. Al contrario, nella maggior parte dei casi, gli smartphone sono molto sensibili quando interagiscono con l'ambiente circostante. In realtà, un telefono “intelligente” richiede alcuni componenti aggiuntivi e una combinazione attentamente studiata delle uscite dei vari sensori per valutare automaticamente quali sono le notifiche più appropriate in un dato contesto. Il presente articolo delinea una struttura hardware e software in grado di offrire questa funzionalità, sfruttando le funzioni già in dotazione a molti dispositivi mobili.

La vasta dotazione di sensori in uno smartphone

Di norma gli smartphone sono equipaggiati con numerosi sensori, alcuni dei quali supportano direttamente le funzionalità di notifica intelligenti:
- un sensore di prossimità incorporato nel display rileva quando il telefono è vicino all'orecchio dell'utente. In questo modo il telefono può disattivare il display e i comandi touch.
- un sensore di luce ambientale consente al sistema di regolare la luminosità del display in funzione dell'intensità della luce ambientale. I sensori di luce ambientale avanzati, come quelli della serie TMD3782x di ams, combinano il rilevamento digitale del colore con il rilevamento di prossimità, per consentire una gestione più sofisticata del display.
- un accelerometro determina l'orientamento dello schermo, in modo che i contenuti possano essere ruotati e organizzati in una configurazione orizzontale o verticale.
- un microfono in grado di rilevare il volume del rumore di fondo.

Nei telefoni presenti sul mercato, ciascun sensore è assegnato a una funzione principale e in genere non è utilizzato per altre funzioni. L'unica eccezione è l'accelerometro, utilizzato anche nelle applicazioni videoludiche per supportare l'interfaccia utente del giocatore.

Sensibilità parziale all'ambiente

I sensori in dotazione agli smartphone attualmente in commercio offrono un supporto parziale alle notifiche intelligenti degli eventi in uno smartphone, come le chiamate, i messaggi e le mail in arrivo. Ad esempio, il sensore di luce ambientale e l'accelerometro del dispositivo sono in grado di rilevare se lo smartphone è fermo e collocato in un ambiente luminoso (in presenza di luce solare o artificiale). Si può determinare se il dispositivo non è indossato dall'utente (se fosse in una tasca, non vi sarebbe luce ambientale incidente sul display). In questo modo la funzione di vibrazione può essere disabilitata automaticamente. Ciononostante, le notifiche all'utente possono essere rese molto più intelligenti, con l'aggiunta di pochi componenti extra. Ad esempio, il sensore di luce ambientale non può funzionare quando il display del dispositivo è rivolto a faccia in giù su una scrivania o su un tavolo. Affinché lo smartphone sia in grado di rilevare la luce in entrambe le direzioni, sono necessari due sensori di luce ambientale, uno frontale e uno sul retro. In questo modo il telefono può utilizzare le informazioni sulla luce ambiente a prescindere dalla sua attuale posizione. Lo stesso vale per il rilevamento di prossimità, per cui è necessario un secondo sensore sul retro del telefono. I moduli della serie TMD277xx di ams combinano il rilevamento di prossimità e di luce ambientale, cosicché solo un dispositivo supplementare deve essere aggiunto sul retro del telefono. Se si utilizza un modulo sensore di colore / prossimità, il dispositivo è capace di misurare la temperatura colore della luce ambientale, permettendo di distinguere tra luce artificiale (il telefono è al chiuso) e luce solare (il telefono è all'aperto). Le notifiche intelligenti richiedono anche la raccolta di informazioni sui livelli di rumore ambientale. Questa funzionalità richiede il rilevamento degli ingressi dal microfono, combinato con l'elaborazione digitale del segnale, per determinare il volume del suono in prossimità del dispositivo. La conversione dell'ampiezza del segnale in uscita dal microfono in una misurazione del volume del rumore può essere implementata in un'interfaccia sensore dedicata, allo scopo di evitare l'utilizzo della potenza di calcolo del processore principale del dispositivo. L'ultimo componente hardware necessario per un sistema di notifica intelligente è un sensore di temperatura ambientale. Un componente sensibile alla temperatura, ad esempio un resistore PT100, permette al dispositivo mobile di determinare la temperatura dell'aria circostante attraverso l'elaborazione del segnale. (La sua posizione sulla scheda circuiti dovrebbe essere ottimizzata per minimizzare l'influenza del calore generato dal telefono stesso) La precisione assoluta della misurazione non è importante: la funzione di questo componente è semplicemente di indicare se il dispositivo è vicino o meno al corpo dell'utente. I diversi input possono essere quindi combinati per produrre una visione unificata dell'ambiente in cui si trova il telefono nel momento in cui deve essere comunicata una notifica all'utente. In altre parole, tutte le diverse misurazioni devono essere immesse in un algoritmo che opera una scelta tra una serie di possibili ambienti, ciascuno con il proprio insieme di caratteristiche.

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