O que torna um SmartNIC inteligente?

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br


Há apenas algo sobre botões. Talvez seja o fato de que eles interrompem uma superfície lisa, estragando nosso senso estético. Talvez seja porque nos ressentimos do fato de que os botões são funcionalmente estáticos, exigindo que procuremos a pequenina coisinha que ativará nosso novo widget. Ou talvez seja simplesmente que um interruptor seja a relíquia definitiva na era da eletricidade, a primeira (e, ao mesmo tempo, única) a maneira pela qual a humanidade teve que controlar o fluxo de eletricidade poderosa.

Seja qual for o motivo, há uma guerra contínua nos botões, pois os engenheiros de produto e os designers industriais tentam sempre removê-los dos dispositivos. Nem sempre foi assim. Uma vez, uma variedade de botões foi considerada futurista. Agora é considerado datado e aprovadoé.

Para melhor ou pior, os botões estão desaparecendo ou sendo virtualizados em nossos dispositivos, principalmente em smartphones. Primeiro, o iPhone eliminou o teclado chiclet, tão predominante nos Blackberrys ou Treos do início dos anos 2000, substituindo-o por uma tela sensível ao toque. O próximo passo foi o botão home físico no iPhone 7, substituído por um sensor de força e um motor háptico – cliques virtualizados no botão. O iPhone X eliminou até isso, sendo substituído por gestos de furto de todos os ângulos imagináveis. O Google introduziu o botão “squeeze” virtual no Pixel 2 que chamaria o assistente virtual. E agora, os últimos holdouts – as teclas de energia e volume – parecem que finalmente sucumbirão.

A Huawei possui o Mate 30 Pro. A Xiaomi possui o Mi Mix Alpha. A Vivo possui o Apex e o Nex3. Correndo o risco de receber a marca Luddites, outros comentaram a tendência de telefones sem botão, lamentando o fato de que os botões estão sendo retirados (comentário do iPhone sobre a remoção do botão físico da página inicial). Lamentar em si não é a reação certa. O que devemos examinar é por que há lamento? Afinal, a substituição das chaves arcaicas de energia e volume por algum sensor avançado não seria uma coisa boa?

Se quisermos aceitar o telefone sem botão, precisamos entender o que é necessário para criar uma experiência do usuário semelhante a um botão físico. Isso acaba sendo bastante difícil; em um sentido evolutivo, o botão é como um tubarão – ele sobreviveu tanto tempo por um motivo.

Então, por que os botões são bons? Em poucas palavras, eles podem ser operados inteiramente por hápticos. Um usuário pode encontrar um botão por toque e não precisa de identificação visual para operar. Considere com que frequência alguém opera um controle remoto da televisão em um quarto escuro. Da mesma forma, o reconhecimento também é imediato e tátil – há feedback de força à medida que o comutador passa o limite de ativação e um clique associado.

O impacto e a velocidade da memória muscular associada não podem ser subestimados. Após as primeiras vezes, a operação se torna automática. Alterar o volume ou ativar um telefone é como abrir uma porta: não há um conhecimento direto da ação. A tendência para telefones sem botão, embora ofereça esse design industrial elegante e futurista, não pode custar a experiência eficiente e intuitiva do usuário oferecida pelos botões físicos.

Haptics

O primeiro requisito envolve a localização dos botões virtualizados inteiramente pela sensação. Obviamente, a coisa mais simples seria colocar um divot ou uma saliência para indicar onde o botão virtual está localizado, mas pode-se argumentar por que se preocupar em remover os botões em primeiro lugar? E em alguns desses projetos industriais futuristas, como um telefone com uma tela envolvente toda em vidro como o Mi Mix Alpha, não é possível colocar detalhes táteis na caixa de vidro.

No caso de muitos dos telefones “sem botão” mencionados acima, os locais dos botões são indicados na tela, mas isso não atende a esse primeiro requisito e força o usuário a identificar visualmente o local dos botões. Uma solução mais complexa seria a introdução de motores hápticos no local de cada botão virtual. O motor vibraria o alojamento à medida que o dedo do usuário passasse por cada região do botão, fornecendo alguma identificação tátil. Embora caro e com muita energia, ele fornece uma solução viável.

Outra solução possível é prevista pelo Huawei Mate 30 Pro – toque duas vezes em qualquer lugar e deslize para cima e para baixo para controlar o volume. Como o toque inicial pode ser realizado em qualquer lugar e o gesto do slide é relativo, isso pode ser realizado sem a localização visual.

No entanto, a ginástica dos dedos não é boa para uma operação rápida ou eficiente. Imagine um usuário tentando deslizar duas vezes para alterar o volume durante a corrida. Por mais que a localização háptica dos botões virtualizados seja o primeiro requisito, existem poucas opções viáveis.

O segundo requisito é o feedback tátil do clique no botão. Aqui, o driver haptics do sistema existente no telefone pode ajudar; o motor háptico principal é acionado para indicar que o botão virtual foi pressionado.

Porém, um grande problema surge: quando um sensor detecta que o botão virtual foi pressionado, notifica o processador de aplicativos do telefone e, por sua vez, aciona o motor háptico para fornecer a sensação de clique, é tarde demais. Uma latência maior que 30 ms resulta em dissonância cognitiva para o usuário. É necessário fornecer um caminho de latência ultra baixa para feedback háptico para atender a este segundo requisito com alguma fidelidade. Infelizmente, hoje em dia, a maioria dos telefones sem botão ainda não tem esse recurso.

cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br

Sensor de força

O último requisito é a detecção do botão virtual, principalmente a força. Um botão físico possui uma mola dentro dele para fornecer resistência tátil; um usuário deve pressionar com uma força grande o suficiente para superar a mola e ativar o interruptor. É isso que permite que um dedo repouse em um botão sem ativação. Além disso, os botões físicos oferecem um nível impressionante de confiabilidade – os botões não ative aleatoriamente as mudanças de temperatura ou fique no bolso ou na bolsa do usuário.

Conceitualmente, a virtualização do botão é equivalente a medir a deformação da superfície (neste caso, o compartimento físico do telefone) sob pressão do dedo do usuário. Em um mundo ideal, haveria um sensor abaixo da localização para cada botão desejado, substituindo efetivamente o botão físico por um sensor simples. Infelizmente, muitas complicações surgem com esse esquema.

Para maior durabilidade, as caixas dos smartphones são extremamente rígidas e o usuário normalmente aplica aproximadamente 200 gramas de força para ativar confortavelmente um botão físico. Para um material como alumínio ou vidro, essa carga se traduz em uma minúscula deformação de 0,0001% no alojamento. Isso requer um sensor de força extremamente sensível – um sensor altamente sensível a um dedo pressionando a carcaça, mas completamente insensível a qualquer outra pequena perturbação.

Existem três formas principais de detecção de força – resistivas, indutivas e ultrassônicas – cada uma com seus próprios prós e contras (Veja a figura). A solução mais simples é um extensômetro resistivo, que emprega resistores que modulam sob tensão. O sensor reage à medida que os resistores mudam com a tensão, e uma tensão minúscula aparece na saída.

Esta tabela destaca as diferenças nas tecnologias de detecção de força. (Crédito: Jessica Metcalfe)

O maior problema de longe com as soluções de extensômetro é a sensibilidade à temperatura. Como os resistores não são perfeitamente compatíveis, pequenas alterações de temperatura também farão com que pequenas voltagens apareçam na saída e, portanto, a ativação falsa se torna um problema sério. Da mesma forma, a rejeição por flexão do extensômetro é pobre. Se o telefone for colocado sob carga de flexão (por exemplo, estar no bolso ou na mochila de um usuário), é indistinguível da tensão aplicada por um dedo. Novamente, a ativação falsa é um problema sério aqui; um telefone não pode se redefinir arbitrariamente ou alterar o volume simplesmente estando no bolso.

Os sensores indutivos utilizam uma bobina ressonante cujo ponto de ressonância é determinado acoplando-se a um pedaço de metal próximo (neste caso, o alojamento de um smartphone). À medida que o usuário pressiona a carcaça, o intervalo entre a bobina e a parede da carcaça muda, modulando o ponto ressonante. Os sensores indutivos são muito melhores em termos de sensibilidade à temperatura do que os medidores resistivos, mas continuam sujeitos a preocupações semelhantes em relação à rejeição por flexão. Além disso, esses sensores são difíceis de fabricar e integrar, devido à sensibilidade à distância do espaço entre a bobina e a parede da caixa.

O ultrassom representa a mais nova forma de sensor de força. Eles utilizam uma onda de ultrassom propagada no compartimento. À medida que o usuário toca na caixa, a energia vibracional de uma onda de ultra-som transmitida é acoplada ao dedo e, portanto, o receptor verá uma modulação no sinal acústico. Esse acoplamento é diretamente proporcional à força aplicada; é o mecanismo que sente força. Os sensores de força ultrassônicos são muito mais insensíveis à rejeição e temperatura à flexão e são fáceis de fabricar.

A dificuldade aqui é que a medição da força é imputada no acoplamento ultrassônico. Se o usuário estiver usando uma luva ou houver uma capa protetora por telefone, as características do acoplamento ultrassônico são completamente alteradas. Mesmo a diferença entre mãos molhadas e mãos secas pode ser suficiente para alterar as características dos sensores de força ultrassônicos. Processamento e rastreamento sofisticados de sinal são necessários para interpretar corretamente o sinal ultrassônico sob mudanças nas condições de toque.

Para que os telefones sem botão sejam realmente bem-sucedidos no mercado, eles devem fornecer a mesma experiência do usuário rápida e intuitiva oferecida pelos botões físicos. É muito mais difícil do que simplesmente remover os botões e substituí-los por alguma forma de sensor. Alcançar a mesma confiabilidade e experiência háptica requer uma infinidade de novas tecnologias e um design cuidadoso do sensor / subsistema háptico.

Samuel Sheng é co-fundador e diretor de tecnologia da Sentons.

Leia Também  Arduino Blog »O Arduino Pro IDE v0.0.6-alpha.preview já está disponível!
cupom com desconto - o melhor site de cupom de desconto cupomcomdesconto.com.br