Telas de toque precisas graças à IA
Cientistas da ETH Computer desenvolveram uma solução de IA que permite que telas sensíveis ao toque detectem com resolução oito vezes maior do que os dispositivos atuais.
Embora os sensores de toque, que detectam a entrada do dedo na tela sensível ao toque, não tenham mudado muito desde que foram lançados em meados dos anos 2000, as telas dos smartphones e tablets agora oferecem qualidade visual sem precedentes, que é ainda mais evidente a cada nova geração de dispositivos, seja isso é maior fidelidade de cores, maior resolução ou contraste mais nítido.
Christian Holz, professor de ciência da computação ETH do Laboratório de Sensibilidade, Interação e Percepção (SIPLAB), junto com o estudante de doutorado Paul Streli, Holz desenvolveram uma inteligência artificial (IA) chamada CapContact que é capaz de dar super-resolução de telas sensíveis ao toque para que eles pode detectar com segurança quando e onde os dedos realmente tocam a superfície da tela, com uma precisão muito maior do que no caso dos dispositivos atuais.
O AI foi projetado para telas de toque capacitivas, que são os tipos de telas de toque usados na maioria dos telefones celulares, tablets e laptops. Aqui o sensor detecta a posição dos dedos pelo fato de que o campo elétrico entre as linhas do sensor muda devido à proximidade de um dedo ao tocar a superfície da tela, mas não pode realmente detectar o contato verdadeiro.
CapContact usa telas de toque como sensores de imagem. De acordo com Holz, uma tela de toque é essencialmente uma câmera de profundidade de resolução muito baixa que pode ver cerca de oito milímetros de distância. Uma câmera de profundidade não captura imagens coloridas, mas registra uma imagem de como os objetos estão próximos. CapContact procura explorar isso para detectar com precisão as áreas de contato entre os dedos e as superfícies por meio de um novo algoritmo de aprendizagem profunda que os pesquisadores desenvolveram.
“Primeiro, o 'CapContact' estima as áreas de contato reais entre os dedos e as telas sensíveis ao toque”, disse Holz, “Em segundo lugar, ele gera essas áreas de contato com oito vezes a resolução dos sensores de toque atuais, permitindo que nossos dispositivos de toque detectem o toque com muito mais precisão . ”
Para treinar a IA, a equipe usou dados de uma infinidade de toques de vários participantes do teste, os pesquisadores capturaram um conjunto de dados de treinamento, a partir do qual CapContact aprendeu a prever áreas de contato de super-resolução a partir dos dados de sensor grosseiros e de baixa resolução dos dispositivos de toque de hoje.
Os pesquisadores conseguiram mostrar que um terço dos erros nos dispositivos atuais são devido ao sensor de entrada de baixa resolução. O CapContact pode remover esses erros por meio da abordagem de aprendizado profundo do pesquisador.
Eles também foram capazes de demonstrar que o CapContact distingue de forma confiável as superfícies de toque, mesmo quando os dedos tocam a tela muito próximos. É o caso, por exemplo, do gesto de beliscar, quando você move o polegar e o indicador pela tela para ampliar textos ou imagens. Os dispositivos de hoje dificilmente podem distinguir toques adjacentes próximos.
Esta pesquisa sugere que esta solução de IA pode abrir caminho para um novo sensor de toque em futuros telefones celulares e tablets capazes de operar de forma mais confiável e precisa, mas com uma pegada reduzida e complexidade em termos de fabricação de sensores.