202658. lajstromszámú szabadalom • Mérőátalakító elrendezés gép(ek) távolság érzékelésével történő vezérlésére, különösen számítógépes menüválasztásra
1 HU 202 658 A 2 lemzője, hogy a kéznek minden esetben a kezelő testétől függetlenül elhelyezett tárgyon: billentyűzeten, joysticken, mouse-on, tapintó képernyőn stb. kell manipulálni. Ebből következik, hogy a kezelő testhelyzete függ a kezelendő eszköz elhelyezésétől. Erre mondjuk, hogy a menüválasztó nem helyzetfüggetlen. Ennek elhárítására irányuló szükséglet és törekvés azonban fennáll, ezt mutatja egyes új termékek sikere: vezeték nélküli kapcsolat a billentyűzet és a vezérelt gép között, számítógépek kicsi, tömör, joystickkel egybeépített, könnyen áthelyezhető konstrukciója, a mouse függetlenülése a vezérelt gép helyzetétől (korábban a beépített pozicionáló gömb látott el hozzá hasonló funkciót), és az a törekvés, hogy ahol technikai lehetőség létezik, minden személyes használatú eszköznek használatba kerül a hordozható, „táska”, „zseb” változata (lásd éppen a számítógép vagy a kalkulátor fejlődését). A helyzetfüggetlenség megvalósítására számítógépvezérlő eszköz esetében az irodalomban fellelhető legtökéletesebb példa James D. Foley cikkében található, amely az emberi kéz „pontosságát, érzékenységét és mozgékonyságát” teljes mértékben utánozni kívánja az általa fejlesztett ember-gép kapcsolattartó eszközzel: egy kesztyűvel, amelybe különböző érzékelők vannak belevarrva, hogy a számítógéppel megvalósított sokvezetékes kapcsolat révén a mért jelek adataiból a számítógép memóriájában rekonstruálhassa a kéz mechanikai modelljét és mozgásait. Ez az eszköz hatalmas tömegű mechanikai mérési adatból a számítógép programrendszerének felismerő algoritmusaival választja ki a kezelő által kiválasztott vezérlési műveletet (J. D. Foley: A felhasználó kapcsolata a korszerű számítógéppel. Tudomány, a Scientific American magyar kiadása: 1987/12 pp.51,.,56). A Foley-cikkben leírt kesztyű a helyzetfuggetlenség mellett egy másik szempontból is úttörő jelentőségű: úgy valósítja meg a helyzetfüggetlenséget, hogy az egyik kéz használata elegendő a kezelő munkájához. Más helyzetfüggetlen eszközök: pl. zsebkalkulátor, tvkészülék infra távvezérlő csak úgy helyzetfüggetlenek, hogy mindkét kéz az adott eszközzel van elfoglalva. Az adatkesztyű tervezőinek érdeme az a felismerés, hogy a helyzetfüggetlenség leginkább úgy biztosítható, ha a vezérlést közvetlenül a kéz mozgatásával kapcsolatos, a kézre szerelt érzékelő végzi oly módon, hogy a mozgatással biztosított változás adatait közvetíti a géphez, pl. robothoz vagy számítógéphez. Ilyen módon akár a tér három dimenziója irányában végzett vezérlő mozgás is elképzelhető. Az adatkesztyű hátránya, hogy a kéz olyan tulajdonságait használja fel, amelyek csak rendkívül bonyolult módon érzékelhetők és képezhetők le, ezért egyszerűbb vezérlő mozgások közvetítéséhez alkalmazása gazdaságtalan. Az ismert menüválasztó eszközök legáltalánosabb közös hátránya, hogy a helyzetfüggetlenség és egykezesség együtt nem jellemzi őket. Kivétel ez alól az említett Foley-cikkbeli példa. Ennek viszont hátránya, hogy „túllő a célon". Magára az eszközre nem jellemzőek a menüválasztás fent említett ismérvei: kevés számú lehetséges művelet közötti választás és a menü eleve ismert vagy bemutatott volta. Rendszerben alkalmazva ugyan használható menüválasztóként is, azonban a kézről levett hatalmas mennyiségű mérési adat továbbítása és felismerési algoritmussal való feldolgozása menüválasztás céljából az optimálistól igen távoli műszaki megoldás. A cikkben nincsenek megfogalmazva célként és alkalmazási lehetőségként az egykezes helyzetfüggetlen menü választó - aminek a jelen találmányt elneveztük - ismérvei. Indokolt célkitűzés ezért az ember és a gép kapcsolatában a gép vezérléséhez olyan eszköz készítése, amely a fent leírt elveket - melyek maradéktalan, a menüválasztás szempontjából optimálisnak szánt megvalósítása a technika mai állása szerint az eddig elmondottak alapján még nem történt meg - messzemenően megvalósítani törekszik, azaz:- kevés számú lehetséges (esetünkben ez korlátozott számot, áttekinthető mennyiségű lehetőséget jelent) művelet közötti választásra szolgál,- a menü eleve ismert, vagy bemutatható lehet,- a kezelő testhelyzete független más őtőle független tárgy(ak) helyzetétől,- az eszközök használata csak egy kezet köt le. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a kéz igen egyszerű tulajdonságának, az ujjhegyek távolságának változtatása, egymáshoz képesti közelítésük és távolításuk távolságérzékelők segítségével villamos jellé alakítva a tér egyetlen dimenziója mentén végzett vezérlésre alkalmas, tehát egyszerűbb vezérlő mozgásnál, mint a menüválasztás, vagy más hasonló egyszerű kézmozgás, gazdaságosan alkalmazható. A találmány szempontjából a mérés elve lényegtelen. A legegyszerűbb hagyományos eljárástól az elektronikai ipar legmodernebb alkatrészgyártmányainak alkalmazásáig sok minden szóba jöhet, olyanok is, amelyek nem feltétlenül találmány értékűek. Ennek szemléltetésére álljon itt a távolsághoz használt mérőátalakítók néhány ismert elve:- csúszóérintkezős potenciométer,- kapacitív mérőátalakító,- optikai mérőátalakító,- induktív mérőátalakító,- mágneses (magnetorezisztív) átalakító. A találmánynak az a lényege, hogy az érzékelők a gép(ek) kezelőjének az ujjaira, előnyösen az ujjhegyeire erősíthető, az ujjhegyek egymáshoz képesti közelítésével, illetve egymástól való távolításával vezérelhető távolságérzékelők. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük:- az 1. ábrán a találmány szerinti mérőérzékelő elrendezés egy kiviteli példáját szemléltetjük ujjhegyre szerelt ultrahangos érzékelők esetén;- a 2. ábra ugyanezen kiviteli példa egy ultrahangos érzékelőjének fölépítését ábrázolja metszetben;- a 3. ábrán az elektronikus jelfeldolgozó egység elvi kapcsolását mutatjuk be; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
