Pozbędziemy się fizycznych przycisków? Czujnik ultradźwiękowy pracuje w każdych warunkach

Wyobraźmy sobie, że każdą powierzchnię – stół, drzwiczki do piekarnika, deskę rozdzielczą samochodu – można by zamienić w dotykowy interfejs użytkownika. Zniknęła by konieczność stosowania mechanicznych przycisków, a urządzenia elektroniczne stałyby się wodoodporne. Taki jest właśnie cel firmy UltraSense Systems, która zaprezentowała najmniejszy podobno czujnik ultradźwiękowy typu sensor-on-chip. Pozwala on na odbieranie dotyku i gestu niezależnie od rodzaju i grubości materiału. Dwa firmowe produkty, TouchPoint oraz TouchPointZ, mają już w przyszłym roku trafić do pierwszych urządzeń.

UltraSense zostało założone przez dwóch byłych menedżerów InvenSense. Gdy w 2017 roku TDK przejęło InvenSense Dan Goehl został w firmie przez kolejnych 15 miesięcy, a Mo Maghsoudnia odszedł, by zająć się technologiami ultradźwiękowymi w medycynie. Z czasem Maghsoudnia stwierdził, że ze względu na specyfikę rynku medycznego jego pomysły będą wdrażane powoli, zainteresował się więc rynkiem konsumenckim.

Na pierwszy ogień pójdzie rynek smartfonów. Nowe technologie trafiają tutaj dość szybko, a my rozpoczynamy pracę we właściwym momencie, wraz z początkiem epoki 5G, mówi Goehl. Producenci smartfonów są wstępnie zainteresowani nową technologią, gdyż chcieliby się pozbyć fizycznych przycisków z urządzeń. Tymczasem czujniki UltraSense działają, jak twierdzą ich twórcy, nawet gdy na powierzchni znajduje się wilgoć, brud czy tłuszcz. Współpracują z każdym materiałem o każdej grubości.

Goehl pytany, czy istnieją dla nich jakieś ograniczenia fizyczne, mówi, że jedynymi są odległość i moc. Pierwsze produkty zaprojektowaliśmy tak, by były wydajne pod względem energetycznym. Skupiliśmy się na rynku urządzeń mobilnych zatem działają przez 5-milimetrowej grubości aluminium, 5-milimetrowe szkło i 2-milimetrową warstwę stali. Teoretycznie, biorąc pod uwagę technologię którą dysponujemy i produkty, do jakich trafi ona w przyszłym roku, zasilanie nie jest problemem. Nasz czujnik może bez przeszkód działać przez 20-milimetrową płytę z aluminium.

Goehl wyjaśnia, jak działa technologia oferowana przez firmę. Wysyłamy ultradźwięki przez materiał i mierzymy zmiany impedancji akustycznej na powierzchni. Informacje na ten temat wracają do czujnika, który na tej podstawie interpretuje siłę nacisku. Gdy lekko dotkniemy powierzchni, pomiędzy liniami papilarnymi wciąż znajduje się powietrze. Im mocnej naciskamy, tym większa deformacja linii papilarnych i powietrze jest wypychane. Wraz z tym rośnie kontrast, który nasze urządzenie rejestruje i interpretuje.

Uspokaja, że nie ma ryzyka, iż znajdujący się w kieszeni telefon zostanie przypadkiem włączony. Czujnik został zaprojektowany tak, by sygnał rozpraszał się w powietrzu, jeśli więc smartfon jest w kieszeni i ociera się o niego materiał spodni, urządzenie jest w stanie rozpoznać, co się dzieje i nie przyjmuje takiego sygnału. TouchPoint potrafi rozpoznać wiele takich wzorców dotyku.

Urządzenie ma wymiary 1,4x2,4x0,49 mm. W trybie czuwania potrzebuje 20 µA mocy. Działa niezależnie od procesora producenta, gdyż wszystkie algorytmy zostały wbudowane w sam czujnik. Może być on używany zarówno do prostych zadań, jako włącznik i wyłącznik smartfonu, lub też do sterowania całym urządzeniem, wówczas jest w stanie obsłużyć wielofunkcyjny interfejs z różnymi rodzajami gestów i dotyków.

TouchPoint został już przetestowany przez producentów smartfonów i jest gotowy do masowej produkcji.

UltraSense chce w ciągu najbliższych 2-3 lat rozpocząć podbój rynku motoryzacyjnego. Tam na przykład TouchPoint mógłby zamieniać deskę rozdzielczą w jeden wielki interfejs.

Firma nie wchodzi na dziewicze terytorium, działają na nim bowiem już inne przedsiębiorstwa. Firma Sentons oferuje tensometry (czujniki naprężenia), a New Degree Technology czujniki nacisku. UltraSense zapewnia, że ich technologia to coś zupełnie innego. Inne technologie mają poważne ograniczenia dotyczące np. grubości materiału, w którym mogą być stosowane, złożoności procesu integracji w urządzenie czy czasu kalibracji. TouchPoint ograniczeń tych nie ma. Łatwo go umieścić w urządzeniu, a kalibracja zajmuje sekundy. Obecnie rynek dojrzał do takiej technologii. Być może kilka lat temu byłoby na nią zbyt wcześnie, mówi Goehl.

TouchPoint UltraSense Systems ultradźwięki czujnik smartfon 5G