پتنت هاي جديد اپل؛ دوربين لايدار و ادراك لمسي هدست‌ واقعيت افزوده

واقعيت افزوده و واقعيت مجازي دو تكنولوژي با پتانسيل بسيار بالا هستند؛ اما متأسفانه با اينكه مدت‌زمان زيادي از عرضه‌ي اولين دستگاه‌ها مي‌گذرد، محصولات كنوني با ارائه‌ي قابليت‌هاي ناقص يا در بعضي مواقع جلوتر از زمان خود، نتوانسته‌اند از اين پتانسيل عظيم استفاده كنند و اغلب به سهم بسيار ناچيز از اين صنعت رضايت داده‌اند. بر اساس اختراع جديد اپل، هدست واقعيت افزوده يا يك آيفون مي‌تواند از نور صفحه‌نمايش براي رديابي حركت‌ هر سطحي استفاده كند و اختراع ديگر، نوعي سيستم لمسي را نشان مي‌دهد كه مي‌تواند جزئيات لمس متخصص را درك و مطالعه و براي بهبود تجربه‌ي غوطه‌وري متخصص در دنياي هدست واقعيت افزوده، آن را شبيه‌سازي كند.

مدت‌ها است كه گفته مي‌شود اپل در حال كار روي نوعي هدست قابل نصب روي سر مبتني بر تكنولوژي VR يا AR است و گزارش‌هاي مختلف و پرونده‌هاي ثبت اختراع متعدد اين موضوع را اثبات مي‌كنند و نشان مي‌دهند اپل براي عرضه‌ي اين نوع از محصولات بسيار مصمم است. در دو پتنت ثبت‌شده در اداره ثبت اختراعات ايالات متحده در روز سه‌شنبه، اپل راه‌حل‌هايي براي عملكرد پردازشي اين نوع هدست‌ به‌ همراه حسگر لايدار ارائه مي‌د‌هد. يكي از مزاياي هدست واقعيت افزوده، استفاده از حسگرهاي دوربين است كه معمولا براي عكس‌برداري از محيط و براي تشخيص اشياء استفاده مي‌شود و از همان سخت‌افزار مي‌توان براي پيگيري آن اشياء و تغيير موقعيت واقعي آن‌ها نسبت به هدست استفاده كرد.

در اختراع ثبت‌شده با عنوان «كنترل‌كننده AV و VR با دوربين رويداد» اپل اين ايده را ارائه مي‌دهد كه ممكن است سيستم استفاده‌شده در دوربين‌ها، لاخبار تخصصيا نيازي به رديابي تمام پيكسل‌هاي شيء رديابي‌شده در تمامي زمان‌ها نداشته باشد؛ در عوض مي‌توان تعداد اين پيكسل‌ها را كاهش داد كه در آن صورت به‌طور قابل ملاحظه‌اي به كمترين حد ممكن از مطالعه‌هاي مقدماتي نياز خواهد بود. اپل در اين سيستم، به‌نوعي به ‌دنبال بهره‌وري بيشتر و استفاده‌ي كم‌تر و بهينه‌تر از پردازش‌ سخت‌افزاري با استفاده از نوع خاصي از حسگرهاي ساطع‌كننده پالس ‌نوري است.

اپل در اين اختراع پيشنهاد مي‌كند كه مي‌توان پيكسل‌هاي خاصي در تصوير انتخاب كرد كه مربوط به يك شيء رديابي‌شده باشد و به نوبه‌ي خود، امكان خواندن شدت نور و ساير ويژگي‌ها را فراهم مي‌كند. در صورت حركت يا تغيير وضعيت دوربين يا شيء، شدت نور براي آن تعداد پيكسل فراتر از يك حد تعيين‌شده تغيير مي‌كند و باعث مي‌شود كل سيستم با استفاده از منابع بيشتري جست‌وجوي تغيير و حركت شيء را شروع كند. با توجه ‌به اينكه اين سيستم از نور استفاده مي‌كند، امكان دارد كه به‌ جاي تلاش براي شناسايي جسم، سيستم به‌سادگي بتواند همان نقاط نور را كه ساطع شده است جست‌وجو كند.

اگر اكثر نقاط نوري روي جسم وجود داشته باشد و سيستم فقط آن نقاط را رديابي كند، مي‌تواند از منابع بسيار كمي براي تعيين موقعيت و تغيير جهت استفاده كند و طبيعتا به قدرت پردازشي كمتري نياز خواهد داشت. اين نقاط نور مي‌توانند به‌راحتي بازتابي از نور محيط در محفظه‌ي يك شيء باشند؛ اما به‌ انديشه متخصصين مي‌رسد اپل در انديشه متخصصين دارد از ساير منابع نوري توليدشده در جسم، مانند نشانگرهاي LED يا صفحه‌نمايش‌ نشان‌دهنده‌ي الگو استفاده كند. با استفاده از حالت دوم، مي‌توان تا زماني‌كه صفحه‌نمايش قابل مشاهده باشد، داده‌هاي موقعيت و جهت‌گيري كافي را به سيستم منتقل كرد. در اين سيستم، نقاط مرجع مبتني بر نور لاخبار تخصصيا نبايد براي نور مرئي ايجاد شوند؛ زيرا اپل پيشنهاد مي‌كند كه الگوي روشنايي مي‌تواند شامل طول موج‌هاي نامرئي باشد. اين يك سيستم بدون مانع است كه توسط متخصصان ديده نمي‌شود و به‌طور بالقوه‌ مي‌توان از طول موج‌هاي مختلف نور استفاده كرد تا به سيستم اجازه دهد با چندين متخصص يا اشياء ارتباط برقرار كند.

 با توجه ‌به اينكه اين سيستم مي‌تواند از نور مرئي استفاده كند، اپل از فناوري ديگري كه قبلا در محصولات خود استفاده كرده است، براي اين سيستم استفاده مي‌كند. لايدار (LiDAR) همان چيزي است كه اپل براي اين كار در انديشه متخصصين گرفته و سيستم مشابه قبلا در دوربين TrueDepth فيس آي‌دي و در ماژول دوربين پشتي آيفون ۱۲ پرو استفاده شده است. تكنولوژي يادشده، شامل انتشار پالس‌ها و نقاط كوچك نور مادون قرمز است كه به يك حسگر تصويربرداري بازتاب مي‌شوند و براي نقشه‌برداري از عمق اجسام استفاده مي‌شوند. جسم به‌تنهايي نور خاصي ساطع نمي‌كند؛ اما بازتاب‌هاي نقطه‌ي نور، همان كار را انجام مي‌دهند و مي‌توانند از مزيت‌هايي براي رديابي محصولات غير الكترونيكي مانند دست متخصص استفاده شود. اين اختراع را پيتر ماير در ۳۱ ژانويه ۲۰۱۹ (دي ۱۳۹۸) به ثبت رسانده است.

اختراع دوم اپل بر جمع‌آوري اطلاعات، تمركز كرده است و به‌طور خاص شامل چگونگي دستيابي سيستم به اطلاعاتي است در مورد آنچه متخصص لمس مي‌كند.

به‌طور معمول يك محصول ديداري و شنيداري مبتني بر واقعيت افزوده و واقعيت مجازي مي‌تواند از ساير عناصر معرفي‌شده براي ارائه‌ي توهم واقعي بودن اشياء ديجيتال به متخصص استفاده كند. چنين سيستمي به‌صورت هوشمند احساسات متخصص هنگام لمس يك مورد در دنياي واقعي را در دنياي خيالي هدست‌ شبيه‌سازي مي‌كند تا به متخصص اجازه دهد با استفاده از ابزار بازخورد لمسي، اين تجربه را به‌صورت واقعي در هدست‌ واقعيت افزوده احساس كند.

در اختراع ثبت‌شده با عنوان «سيستم‌هاي كامپيوتري با دستگاه‌هاي انگشتي براي نمونه‌برداري از ويژگي‌هاي اشيا اپل» كوپرتينويي‌ها استفاده از دستگاه‌هاي مبتني بر بازخورد لمسي (Finger-worn) را پيشنهاد مي‌كنند كه به دو روش استفاده مي‌شوند. حسگرهاي موجود در هر يك از اين نوع دستگاه‌ها، قادر به خواندن تأثيرات واردشده به سطح يك جسم واقعي هستند كه متخصص آن را لمس مي‌كند و كانتور سطح، بافت‌ها، رنگ‌ها و الگوهاي جسم، ويژگي‌هاي صوتي و وزن را شامل مي‌شود.

هنگامي كه اين سيستم با عناصر ديگر، مانند دوربين‌هاي نمايشگرهاي نصب‌شده روي سر (HMD) تركيب شود، مي‌تواند داده‌هاي زيادي درباره‌ي تغييرات يك شيء جمع‌آوري كند و آن را به متخصص ارائه دهد. حسگرهاي يادشده مي‌توانند شامل فشارسنج، حسگر اولتراسونيك، حسگرهاي تماس مستقيم، دماسنج‌ها، حسگرهاي دامنه، شتاب‌سنج‌ها، ژيروسكوپ‌ها، قطب‌نما و حسگرهاي خازني باشند.

اين سيستم در انتهاي انگشت دستان استفاده مي‌شود؛ اما متخصصان همچنان مي‌توانند احساس لمس اشياء را تجربه كنند؛ زيرا پد انگشت بدون مانع باقي خواهد ماند. حسگرها مي‌توانند اثر تماس با برآمدگي‌هاي خارج از نوك انگشت يا تغييرات انگشت متخصص در اثر لمس جسم را تشخيص دهند و داده‌هاي جمع‌آوري‌شده در مورد شيء مي‌تواند براي استفاده بعدي توسط سيستم ذخيره و ثبت و به‌طور بالقوه به‌عنوان بخشي از جزوه رايگان‌خانه‌ي گسترده‌تري از داده‌ها به اشتراك گذاشته شود؛ سپس مي‌توان از اين اطلاعات با عناصر بازخورد لمسي براي شبيه‌سازي احساس لمس اشياء واقعي، به متخصص يا ساير متخصصان استفاده كرد. اين اختراع را پل وانگ در ۲۲ آوريل ۲۰۱۹ به ثبت رسانده است.

اپل به‌صورت هفتگي اختراعات بي‌شماري ثبت مي‌كند. ثبت اختراع نشان‌دهنده‌ي موضوعات مورد علاقه تحقيق و توسعه شركت‌ها است؛ اما تضمين‌كننده‌ي ارائه آن در محصول يا خدمات نيست.