הקורונה שינתה את עולמנו לנצח.. בעוד אנו מתחילים להתאים עצמנו למציאות החדשה של החיים, תחומים רבים בה יהיו שונים.

היבט אחד אשר יהיה שונה הוא ממשק אדם-מכונה (Human Machine Interface, HMI). במהלך העשור האחרון, מסכי מגע הפכו יותר ויותר פופולריים בתור ממשקי משתמש, החל מ-iPad ועד מכונות עבודה שונות. הם אינטואיטיביים, גמישים ואינפורמטיביים, ומקלים על אנשים בניווט מורכב בין מידע ואפשרויות מגוונים.

בעוד אנו מתקדמים אל עבר עולם פוסט-קורונה, הולך ומתבהר כי ישנו צורך בממשקי אדם-מכונה ללא מגע. משתמשים רוצים לשלוט בהתקנים ציבוריים משותפים באמצעות קולם או תנועות יד, אפילו רק על ידי מבט מהיר. טכנולוגיות חדשות הופכות זאת לאפשרי, עם בינה מלאכותית (AI) מתוחכמת אשר מפרשת את רצון המשתמש.

עולם ללא מגע

ניתן להידבק בקורונה על ידי נגיעה באובייקטים או משטחים שונים, כך שכל נגיעה בממשק אדם-מכונה ציבורי מהווה סיכון מסוים, לרבות בקרי גישה, עמדות קיוסק בשירות עצמי, או מסופים של נהגי משלוחים.

זה יכול להועיל אם נזכר מה קרה לפני שהיו לנו מסכי מגע כדי לחשוב על החלופה הטובה ביותר. במקרים מסיומים, זה אומר שהחלפת המגע יכול להיות עניין פשוט עד כדי לחזור ולבקש מהמשתמשים לדבר אל אדם אמתי – לדוגמה, הזמנה בבית קפה – למרות שהדבר יכול להעלות את עלויות התפעול של העסק. חלופות אחרות כוללות לבקש מאנשים להשתמש בטלפונים החכמים שלהם במקום מסך מגע משותף, או אולי באמצעות אתר אינטרנט או אפליקציה להורדה, אך זה יכול להרתיע או להיות עניין מסובך עבור לקוחות.

חברת הטכנולוגיה Ultraleap ערכה מחקרים כדי להעמיק את ההבנה בנושאים הללו בסביבת העבודה של מסעדת מזון מהיר. היא גילתה כי המשתתפים בחרו זיהוי מחוות ללא מגע כאפשרות המועדפת עליהם לביצוע הזמנה ותשלום עבור ארוחה, זאת בהשוואה לשימוש במסך מגע או אפליקציה בנייד, או אפילו לגשת לנותן שירות מאחורי דלפק. בנוגע לבטיחות בקורונה, אנשים הדגישו את הנוחות והפשטות כיתרונות של ממשקים ללא מגע. מחקר של Ultraleap מצא גם כי רק 12% מהאנשים חושבים שמסכי מגע במרחבים ציבוריים הנם היגייניים.

גורמים רבים משפיעים על בחירת HMI והטכנולוגיה הטובה ביותר. למשל, כמד מידע אנו צריכים להציג למשתמש וכמה אפשרויות עומדות לרשותו? רכישת כרטיס לקולנוע היא משימה פשוטה עם מספר אפשרויות, בעוד אינטראקציות אחרות עם סוף הרבה יותר פתוח. עלינו גם לשקול איפה ישמש ה-HMI: האם זה מקום רועש? מהן רמות התאורה הסביבתיות? האם משתמשים ירגישו בנוח לדבר בקול רם ליד זרים?

מעבר לקורונה, יש לממשקים ללא מגע יתרונות ושימושים רבים. לדוגמה, ממשקי קולים מאפשרים ללקוח מכשירים קטנים וזולים ועדיין הם מאפשרים אינטראקציות מתוחכמות – כגון לשאול את Alexa לגמי מידע מסובך. ישנן גם אפשרויות לשיפור הנגישות והשימושיות בטכנולוגיה עבור אנשים עם מוגבלויות.

חלופות ללא מגע

כיום מסכי המגע מאוד פופולריים, אלו טכנולוגיות אחרות יכולות לתפוס את מקומם?

בעוד אילון מאסק חוזה שמוחנו יתחברו באופן ישיר אל מכונת ה-Neuralink שלו, זה עוד רחוק אל עבר העתיד. לעת עתה, האפשרויות הטובות ביותר הן ככל הנראה זיהוי מחוות או הבעות פנים של המשתמש באמצעות מערכת מבוססת מצלמה כזו או אחרת, כמו גם מערכות זיהוי קול מבוססות בינה מלאכותית, כגון Siri או Alexa, אשר יותר ויותר משתמשים בהן עם הגאדג’טים שונים.

חלופות אלו יכולות להיות בשימוש בלתי-תלוי, יחד עם צג LCD או תמונה מוקרנת של מקלדת או ממשק משתמש.

פיתוחים במקביל, כמו גם קלט משתמש ללא מגע, מתרחשים במתן משוב ללא מגע. למשל, Ultraleap משתמש באולטרסאונד כדי ‘להקרין’ אובייקט וירטואלי שהמשתמש חש בו כאילו הנו באמת שם. תחושות אלו הקשורות בחוש המישוש והמופיעות ‘באוויר’ מאפשרות לנהגים לשלוט בבקרים מבלי להוריד את המבט מהדרך אל עבר מסך מגע – כך לחצנים ומתגים וירטואליים מגיבים באופן יעיל במענה לתנועות היד של הנהג.

דוגמאות יישומיות של HMI ללא מגע

כעת נתבונן יותר לעומק בחלק מאותן טכנולוגיות ונסקור את מה שזמין כעת עבור מעצבים.

Ultraleap נוצרה בשנת 2019, כאשר Leap Motion ו-Ultrapaptics התאחדו, והיא מספקת מעקב יד מהיר ומדויק עם אפס זמן אחזור (latency) ודיוק שאין שני לו בתחום. מוצרי המעקב שלה, כגון Leap Motion Controller, משתמשים בתאורת LED אינפרא-אדומה כדי להאיר את ידי המשתמש, ושימוש בשתי מצלמות כדי לתפוס את התנועות בתמונות.

תמונות אלו מעובדות על ידי תוכנת Ultraleap, אשר פועלת על מחשב נייד או נייח סטנדרטי. התוכנה מייצרת מודל וירטואלי של תנועות היד, אשר אז מפורש על ידי ‘מנוע אינטראקציה’ (Interaction Engine) המבוסס על בינה מלאכותית. כך ניתן לזהות מחוות כגון דפדוף, דחיפה וצביטה. צג LCD מציג למשתמשים את אותו המידע שהם היו רואים על גבי מסך מגע, עם מחוותיהם המבוצעות באוויר ומוצגות על גבי הצג.

איור 1: ממשק אדם-מכונה ללא מגע יכול לשמש ביעילות עם הצג ועמדת הקיוסק המוכרים. (מקור: Ultraleap)

איור 1: ממשק אדם-מכונה ללא מגע
יכול לשמש ביעילות עם הצג ועמדת
הקיוסק המוכרים.
)מקור: )Ultraleap

Ultraleap ביצעה מחקרי משתמש כדי להבין כיצד אנשים משתמשים בממשקים ללא מגע וכיצד לעצב מערכות קלות לשימוש בצורה הטובה ביותר. לדוגמה, היא מצאה כי משתמשים עדיין נוטים ‘להקיש’ על לחצן באוויר, אז היא וידאה כי התוכנה שלה תוכל לזהות מחווה זו, לא משנה באיזו מהירות המשתמש מבצע אותה.

כדי אפשר למעצבים להתחיל במהירות, Ultraleap מציעה את הערכה Ultrahaptics STRATOS™ Explore Development Kit, אשר כוללת את מודול Leap Motion לזיהוי מחוות משתמש ואת מערך המתמר העל-קולי ליצירת אפקטים חושיים באוויר אשר אנשים יכולים לחוש אותם.

אפשרות נוספת לזיהוי מחוות יד זמינה מאת Lattice Semiconductor, עם גרסת הדמו של sensAI. גרסת הדמו משתמשת ב-Lattice iCE40 UltraPlus FPGA כדי לטפל בעיבוד ברמה המקומית, להפחית את זמן התגובה ואת צריכת החשמל, ולשפר את האבטחה. עבור מערכות בינה מלאכותית רבות כגון זו, הנפח המשמעותי של אימון המערכת ופיתוח האלגוריתם ניתן לביצוע מראש על מחשב רב-עוצמה, בעוד המעבר המקומי או מעבד הקצה צריכים להתמודד רק התממשקות הרבה פחות תובענית.

גרסת הדמו של Lattice sensAI פועלת על Himax HM01B0 UPduino Shield – פלטפורמה מתפתחת המבוססת על ה-iCE40 UltraPlus FPGA. היא גם כוללת מצלמה ושני מיקרופונים והיא עוזרת עם יצירת מודלי אב של מערכות בינה מלאכותית.

בחלק ממערכות הבקרה ללא מגע, נדרש להשתמש בזיהוי פנים – לרוב עבור זיהוי ורישום משתמשים. ייתכן ויהיו למשתמשים חששות בנוגע לפרטיות בכל הקשור באינטראקציה עם מערכת ציבורית או משותפת אשר מזהה את פניהם, אך ניתן להפחית חששות אלו על ידי הטמעת תהליך זה באופן מקומי במקום באמצעות שיתוף מידע באינטרנט או בענן.

NXP מתייחסת לדרישה זו באמצעות פתרון ראיית המכונה EdgeReady, אשר מבוסס על i.MX RT106F crossover microcontroller (MCU). EdgeReady מאפשרת למפתחים להוסיף למוצריהם יכולות זיהוי פנים במהירות ובפשטות, בשילוב מודול חומרה קומפקטי המובן לפעולה עם תוכנה משולבת הפועלת על בסיס FreeRTOS.

מערכת EdgeReady תופסת תמונות באמצעות מודול מצלמה, אשר משלב חיישן תמונה ומסנן מעבר RGB. התוכנה כוללת התמודדות עם משימות נפוצות כגון חיתוך תמונה וזיהוי פנים, כמו גם זיהוי הפנים בפועל.

לבסוף, נבחן את האופן בו משתמשים יכולים להתחיל עם זיהוי קול ו-AI. בעוד כולנו מתרגלים לדבר אל הטלפונים והרמקולים החכמים שלנו, לעיתים הטכנולוגיה בבסיס הדבר היא מעט מסתורית.

איור 2: Google Voice Kit מספקת כל מה שצריך עבור פרויקט עשה-זאת-בעצמך של רמקול חכם. (מקור: Google AIY)

איור Google Voice Kit :2 מספקת כל מה שצריך עבור פרויקט עשה-זאת-
בעצמך של רמקול חכם. )מקור: )Google AIY

דרך מעולה לערוך ניסויים עם סוג כזה של טכנולוגיה היא באמצעות Google AIY Voice Kit: פרויקט עשה-זאת-בעצמך של רמקול חכם. הערכה כוללת Raspberry Pi Zero WH, שני מיקרופונים ורמקול, והיא מציעה למעצבים ויוצרים כל מה שהם צריכים כדי להתחיל ולהריץ דמו של Google Assistant. הערכה יכולה לזהות דיבור ולשלוח אותו אל Google Assistant אשר פועל על ענן, אשר בתגובה עונה לשאלות או מספק פונקציות של דיבור-אל-טקסט.

ברוך הבא לעולם ללא מגע

בעוד אנו נעים אל עבר העולם פוסט-קורונה, ברור שממשקים ללא מגע הם בעלי תפקיד אשר הולך ונהיה יותר ויותר משמעותי. באופן ספציפי, הם יכולים לספק חוויה בטוחה יותר ללא מגע, כדי להרגיע את חששותיהם התקפות והשרירות של הצרכנים בנוגע להיגיינה במסכי מגע ציבוריים או משותפים. מעבר לכך, הם מבטיחים לספק לנו ממשקי בקרה אינטואיטיביים וחדשים יותר על פני יישומים רבים.

הטכנולוגיה מאחורי ממשקים חדשים אלו כוללת אפליקציות בינה מלאכותית, חווית מישוש וזיהוי מחווה מתקדמות ביותר, והגישה להן הולכת ונהיית הרבה יותר נגישה למהנדסי עיצוב באמצעות מודולי הערכה וערכות משולבות-מראש.

באופן פוטנציאלי, אנחנו ניצבים לפני שינויים מהותיים בממשקי משתמש. כעת הזמן להתחיל לחקור כיצד תוכלו להפיק את המיטב מממשקים ללא מגע ולגלות את ההטבות שהם מציעים.

מארק פטריק, Mouser Electronic