Las pantallas táctiles y los paneles táctiles son las cosas con las que interactuamos durante todo el día. Sin embargo, las primeras computadoras pasaron sin ellas: las herramientas de entrada atravesaron un impresionante camino evolutivo.



Mikhail Fedosov , director de arte de Nanosemantics y orador del curso de fin de semana de diseño de productos , nos recopiló una breve historia del desarrollo de interfaces hombre-máquina, habló sobre métodos alternativos de entrada de datos y sistemas que podrían hacerse populares en el futuro cercano. Debajo del corte hay muchos textos y fotos que causan nostalgia.

Método de conmutación enchufable

En 1945 se creó la primera computadora digital electrónica de propósito general que podría reprogramarse para resolver una amplia gama de tareas.



Los usuarios de las primeras computadoras fueron exclusivamente ingenieros y programadores: la interacción con el sistema se produjo a través de enchufes, tarjetas perforadas y cintas perforadas.

Interruptores de palanca

Una de las primeras computadoras personales fue la Altair-8800. La máquina no tenía teclado ni pantalla. Los usuarios ingresaron programas y datos para ellos en formato binario, haciendo clic en un conjunto de teclas pequeñas que solo podían ocupar dos posiciones: arriba y abajo. Los resultados también se leyeron en código binario, mediante bombillas luminosas.

Teletipo y los primeros teclados

Teletype es una máquina de impresión electromecánica utilizada para enviar mensajes de texto entre dos suscriptores a través de un canal eléctrico simple.
Las computadoras usaban teletipos para ingresar y emitir información. No tenían pantallas: el usuario podía comenzar a escribir un comando en la ventana de entrada solo después de recibir una señal especial en la cinta.

Es interesante que en ese momento todavía no había estándares para el diseño de teclas y botones de control, y cada fabricante de computadoras construyó un sistema de entrada de información basado en sus propias consideraciones.



Uno de los primeros teclados para PC, fabricado en 1974 por el diseño de Tom Knight del Instituto de Tecnología de Massachusetts. El teclado contenía muchas teclas de control y teclas modificadoras. Incluso ahora, el diseño se ve bien. De particular interés es el sistema de clasificación de teclas: las teclas de entrada de datos son grises, las teclas de control son azules con texto blanco, las teclas modificadoras son azules con texto negro.

Manipulador de información gráfica (mouse)

El ratón de la computadora creado en la URSS en los años 80 se llamaba popularmente "rata".



La bola de metal se ve especialmente dura.



Naturalmente, este no es el primer mouse del mundo, sino uno de los primeros creados en la URSS. Por cierto, como uno de los elementos clave del mecanismo, se utilizó un rodamiento convencional fabricado en la planta de tractores de Chelyabinsk. Aquí hay un extracto interesante de la descripción de los principios del trabajo:

“La invención se refiere a la tecnología informática y puede usarse para ingresar información de servicio. Con el fin de mejorar la precisión del dispositivo, se introducen en él sensores de dirección basados ​​en un sistema planetario en forma de rodamientos de bolas, que aseguran la formación de señales de salida que determinan la dirección de rotación de los ejes del sensor a lo largo de los ejes X e Y, lo que elimina errores en el ajuste de coordenadas ingresadas en los terminales ".

Y el primer mouse de computadora del mundo fue inventado en 1964 por el científico estadounidense Douglas Engelbar.

Pantalla táctil

El sistema informático PLATO IV, que apareció en 1972, tenía una pantalla táctil, cuyo funcionamiento se basaba en una red de rayos infrarrojos segmentados en formato 16x16. Pero incluso esa baja precisión permitió al usuario ingresar los datos seleccionados tocando la pantalla en el lugar correcto.

Teleautógrafo (tableta gráfica)

El primer teleautógrafo, o tableta gráfica, fue inventado ya en 1888. La más conocida por el mecanismo de trabajo y la más famosa de las inventadas anteriormente es la tableta RAND Tablet, inventada en 1964. La tableta RAND utilizó una red de conductores debajo de la superficie de la tableta a la que se suministraron los impulsos eléctricos codificados por el código ternario de Gray. Una pluma acoplada capacitivamente recibió esta señal, que luego podría decodificarse nuevamente en coordenadas.



Un principio operativo interesante era para una tableta acústica, cuyo bolígrafo generaba chispas usando un espacio de chispa, un espacio de aire que separaba los electrodos. Los clics fueron triangulados por una serie de micrófonos para localizar el bolígrafo. Pero el principio de funcionamiento era bastante complicado, y las tabletas se estrellaron bajo un ruido extraño.

Tabletas especialmente populares recibidas después del lanzamiento de AutoCAD.

Reconocimiento de voz

El primer dispositivo para el reconocimiento de voz apareció en 1952, podía reconocer los números hablados por una persona. Y en 1963, se introdujo un dispositivo en los Estados Unidos que podía reconocer frases enteras y ejecutar comandos.

Ahora las interfaces de voz se están desarrollando activamente. En primer lugar, la aparición y el desarrollo de redes neuronales contribuyen a un reconocimiento de voz más preciso, aumentando la calidad de esta tecnología y, como resultado, su popularidad. La tecnología ha alcanzado un nivel tan alto que incluso el habla de una persona con pronunciación imperfecta, ubicada en un lugar relativamente ruidoso, se reconoce con éxito.

En segundo lugar, hay muchos dispositivos en los que la entrada de voz es a veces más conveniente que cualquier otro: por ejemplo, navegadores o altavoces inteligentes.

La tercera razón de la popularidad de la entrada de voz es el gran mercado en China, donde debido a la dificultad de ingresar jeroglíficos, la entrada de voz y los mensajes de voz son ampliamente utilizados.

Además de gigantes como Amazon Alexa, Google Assistant, Siri o Alice Yandex, aparecen jugadores pequeños pero fuertes en el mercado, por ejemplo, el asistente de voz SOVA (Smart Open Virtual Assistant), desarrollado por Mikhail Fedosov.

La característica principal de este altavoz inteligente es el reconocimiento de voz descentralizado, cuyo uso, según los desarrolladores, le permite negarse a recopilar información confidencial del usuario por completo. Los desarrolladores de SOVA también usan código fuente completamente abierto para permitir que los desarrolladores de terceros mejoren el módulo de inteligencia de columna.



Cabe señalar que todavía utilizamos todos estos dispositivos de entrada en mayor o menor medida. Desde los años sesenta, poco ha cambiado ideológicamente. Las formas más populares de ingresar información siguen siendo un mouse de computadora, panel táctil y comandos de voz, aunque la frecuencia de uso de cada uno de ellos ha cambiado.

Pero los programadores e ingenieros intentaron crear nuevas formas de interactuar con el usuario. Algunos tuvieron más éxito y entraron en producción, mientras que otros siguieron siendo prototipos. Algunos dispositivos son algo completamente innovador, mientras que otros están diseñados solo para expandir o mejorar la funcionalidad existente. Veamos algunos de ellos.

Trackball

Trackball es un dispositivo de entrada de datos, que, de hecho, es un mouse de computadora mecánico invertido. El principio de funcionamiento es similar, la única diferencia es que, en lugar de rodar el mouse sobre la superficie, el usuario rueda la bola alrededor del mouse.



Las variaciones más modernas del trackball están integradas en gamepads o ratones.



Uno de los fabricantes de trackballs, ITAC Systems, afirma que después de cuatro horas de uso activo del mouse debido a la fatiga de la muñeca, la mano se debilita hasta un 60%, mientras que usar el trackball no afecta los indicadores estudiados de fatiga de la mano.

Debido a la tensión en los músculos de la mano, muchos diseñadores usan tabletas gráficas, incluso si no les importan características como la fuerza de presión o una gran superficie de trabajo.

Además, a muchas personas les gusta la respuesta clara del dispositivo (tales personas compran intencionalmente teclados más fuertes). En 2016, la compañía coreana Pantech lanzó el teléfono inteligente Pantech Sky IM-100, en el que la rueda de control era una característica clave. El video muestra cómo funciona.


Pero las bolas de seguimiento ni entonces ni ahora han ganado mucha popularidad. El teléfono inteligente Pantech no fue un éxito, aunque logró encontrar un pequeño grupo de fanáticos.

Controladores de juegos

Hay muchos controladores de juegos que simulan la interacción del usuario con cosas reales de nuestra vida cotidiana. Probablemente el más famoso de ellos es Guitar Hero.



La esencia de este juego es presionar los botones a tiempo. Si el usuario hace frente a esta tarea, entonces la pista que "reproduce" suena continua y bellamente. Si una persona no presiona los botones, se escucha un sonajero y la melodía se interrumpe. Algunos artesanos incluso lograron pasar Dark Soul en una guitarra del set Guitar Hero.

De los dispositivos de entrada de datos inusuales en los juegos, uno puede notar que el dispositivo Tony Hawk Ride imita una patineta. También se destaca el dispositivo Thrustmaster Flight MFD Cougar para simuladores de vuelo: se utiliza principalmente para Microsoft Flight Simulator X.

Alternativas a dispositivos familiares

De hecho, estas ni siquiera son alternativas, sino dispositivos modificados de entrada de información que funcionan con los mismos principios, pero que utilizan otras tecnologías.

Teclado de proyección

Un teclado que se proyecta sobre una superficie plana. Funciona con un sensor que detecta en qué botón hace clic el usuario. Pero antes de que apareciera este teclado, ya había perdido relevancia. En primer lugar, el usuario no recibe los comentarios habituales del teclado, y esto ralentiza la escritura y casi no le permite escribir a ciegas. En segundo lugar, todos tienen los teléfonos inteligentes habituales en los que puede escribir texto rápidamente, y no tiene sentido llevar otra caja con usted en forma de este dispositivo.

Nudillos de latón

Tap Keyboard se pone en las manos y lee la posición de los dedos en el espacio. Tiene análogos, pero no leen bien los movimientos del usuario, y todas las ventajas de tales dispositivos se superponen muy rápidamente con este hecho. El teclado de nudillos de latón se describe con más detalle en un artículo reciente sobre Habré.

Anillo de ratón

EasySMX Ring Mouse: un anillo para mouse.



Es poco probable que sea adecuado para el uso diario, pero, por ejemplo, como un clicker para presentaciones será bastante útil.

Captura de movimiento. ¿Futuro cercano?

El Leap es un pequeño dispositivo USB con cámaras y sensores que captura los movimientos de las manos y transfiere información a una computadora. Desarrollado por OcuSpec.



Hasta ahora, el dispositivo se ve húmedo, el ángulo de captura es bastante estrecho y la precisión es pobre. Tienen su propio mercado donde puedes probar el dispositivo. Pero lo más importante, la compañía continúa desarrollando sus sensores y ve la perspectiva de su dispositivo en combinación con gafas de realidad virtual / aumentada.



Es especialmente fresco que la mano "pase" detrás del objeto. LeapMotion crea un modelo 3D de la mano y "limpia" parte del objeto. Hay muchos videos en su canal de YouTube que demuestran esta tecnología. Ahora, al menos en el video, el reconocimiento es mucho más claro que solo con The Leap. Pero veamos qué sucederá en las versiones de lanzamiento del producto.

Rastreador de ojos

Tobii Eye Tracker 4C ayuda a la computadora a reconocer la dirección de la mirada del usuario. El dispositivo consta de cámaras y sensores. En uso personal, actúa como una adición al teclado, mouse o gamepad, con mayor frecuencia para juegos. Por ejemplo, usando este dispositivo en el juego puedes apuntar a tus oponentes. En algunos juegos (por ejemplo, Elite Dangerous), la cámara gira según la dirección de la mirada del usuario, lo que crea una sensación de realidad, inmersión en el juego.



Además de los juegos, tales dispositivos se utilizan a menudo en los negocios, por ejemplo, para investigar un diseño o producto. Puede rastrear dónde mira una persona en primer lugar al primer contacto con un producto, o hacer un mapa de calor y, según estos datos, aumentar o disminuir el contraste de los elementos.

Aquellos que usaron este dispositivo notan que funciona bien incluso en la oscuridad (suficiente luz del monitor), y las gafas que el usuario puede usar no interfieren con el funcionamiento correcto del dispositivo.

Eye Tracker es un gran ejemplo de cómo puede mejorar los métodos existentes de interacción humana con la máquina, sin forzar al usuario a volver a aprender, sino que solo complementa armoniosamente el proceso existente.

Neuro interfaces

La neurointerfaz es la interacción de una persona y una máquina a través de los impulsos del cerebro. Hay muchas compañías involucradas en interfaces neuronales, por ejemplo, Ctrl Labs (obtenga información leyendo la actividad muscular del usuario) o Emotiv (interactúe analizando la actividad cerebral del usuario). Sin embargo, ninguna compañía en este momento ha mostrado un progreso significativo en esta área: por lo general, sus capacidades están limitadas al mover objetos por la pantalla.

Conclusión

En el artículo, quizás se vean afectadas las formas más comunes de interacción entre el hombre y la máquina. Pero todavía hay muchos no descritos aquí, pero no menos interesantes dispositivos. Por lo tanto, hay formas de interactuar con dispositivos para personas con necesidades especiales, por ejemplo, controlar el uso de la lengua o las nalgas. Las prótesis experimentales se unen al sistema neuronal humano y al autoaprendizaje: cuanto más tiempo las usa una persona, más fácil es para él manejarlas y más fácil se vuelve el control.

Puede obtener más información sobre las interfaces de administración y otros elementos del diseño de productos en nuestro curso de fin de semana de diseño de productos , que se realizará los días 22 y 23 de diciembre. Mikhail Fedosov le dirá cómo mejorar funcionalmente el producto, qué buscar al evaluar la interfaz y cómo no perderse en las tendencias.