Ví dụ, các hệ thống an ninh gia đình đang sử dụng công nghệ nhận dạng khuôn mặt do AI điều khiển để phân biệt giữa những vị khách đã biết, những kẻ đột nhập hay những người dân trong một ngôi nhà. Trợ lý giọng nói cho phép chúng ta kiểm soát mọi thứ từ bộ điều nhiệt, khóa thông minh và đèn mà không cần chạm vào nút. HMI trong ngôi nhà thông minh đang biến đổi cách chúng ta tương tác với các thiết bị, kết nối các công nghệ này một cách liền mạch vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta và cho phép giám sát từ xa.
HMI ngày càng phát triển và các chức năng liên quan đang làm tăng nhu cầu của người tiêu dùng đối với các thiết bị gia đình thông minh. Trong cuộc khảo sát Xu hướng công nghệ nhà thông minh 2020 của Jabil với 215 người ra quyết định về IoT, 57% người tham gia cho biết cơ hội cho các giải pháp nhà kết nối đã tăng hơn gấp đôi trong hai năm qua. Hơn nữa, việc sản xuất và phát triển các thiết bị này trên mọi danh mục đã tăng lên trong cùng một dòng thời gian.
HMI là gì ?
Giống như bộ não gửi tín hiệu đến các cơ của chúng ta để di chuyển, miệng của chúng ta để nói và tai của chúng ta để nghe, thì HMI cho các thiết bị cũng vậy. Giao diện máy của con người là bộ não của một thiết bị, bảo nó hoạt động khi người dùng cuối cần. Các công nghệ HMI bao gồm từ màn hình cảm ứng đơn truyền thống gắn trên máy đến các công nghệ tiên tiến như cảm biến nhận dạng cử chỉ.
Bốn loại công nghệ HMI
1. Màn hình cảm ứng đa điểm và màn hình hiển thị
Chức năng màn hình cảm ứng được thực hiện nhờ các cảm biến công nghệ cảm ứng điện dung có thể phát hiện và đo bất kỳ thứ gì dẫn điện hoặc có chất điện môi khác với không khí. Công nghệ cảm ứng đa điểm cho phép bạn điều khiển thiết bị chỉ bằng một thao tác vuốt hoặc chạm đơn giản.
Để một màn hình hoặc bất kỳ thiết bị nào được coi là điện dung, nó phải bao gồm một số thành phần.
Màn hình điện dung được làm bằng một lớp cách điện cũng có thể trong suốt, chẳng hạn như thủy tinh hoặc nhựa. Giả sử lớp cách điện có một vết mỏng của vật liệu dẫn điện trong suốt được sử dụng để tạo thành các mẫu điện bên trong lớp cách điện. Khi bạn dùng ngón tay vuốt màn hình cảm ứng điện dung, bạn gây ra sự thay đổi trong một vùng cụ thể của từ trường trên màn hình, được đo bằng mạch và được sử dụng để kích hoạt một chức năng; ví dụ: bật / tắt, điều chỉnh âm lượng hoặc điều chỉnh độ sáng.
2. Nhận dạng giọng nói
Nhận dạng giọng nói đơn giản là phần mềm có thể giải mã giọng nói của con người. Trong khi các trợ lý giọng nói như Google Home và Amazon Alexa rất dễ sử dụng, chúng che giấu công nghệ HMI một cách thanh lịch. Các kỹ sư đã thiết kế công nghệ nhận dạng giọng nói để phân tích, lọc và số hóa thông tin họ nhận được. Thiết bị phải được thiết kế để phân biệt các giọng nói, hiểu cao độ trong giọng nói và nói rõ các yêu cầu khi có tiếng ồn xung quanh.
Càng nhiều người tương tác với các thiết bị kích hoạt bằng giọng nói, thì hệ thống càng xác định được nhiều xu hướng và kiểu mẫu dựa trên thông tin nhận được. Dữ liệu thu thập được có thể xác định sở thích và thị hiếu của người dùng, một điểm bán hàng lâu dài để biến ngôi nhà trở nên thông minh hơn.
3. Nhận dạng cử chỉ
Thay vì vặn các nút hoặc chạm vào màn hình cảm ứng, nhận dạng cử chỉ liên quan đến một cảm biến chuyển động nhận biết và diễn giải các chuyển động làm đầu vào dữ liệu chính. Ví dụ: giả sử tay bạn bị bẩn do nấu ăn, nhưng bạn cần cuộn trên điện thoại hoặc máy tính bảng của mình để xem phần còn lại của công thức. Công nghệ nhận dạng cử chỉ sẽ cho phép bạn vuốt và di chuyển màn hình HMI mà không cần chạm vào thiết bị.
Công nghệ rất phức tạp; nó sử dụng cảm biến chuyển động diễn giải các chuyển động làm nguồn đầu vào dữ liệu chính. Bằng cách sử dụng các công nghệ cảm biến 3D như Stereoscopic Vision, ghi lại hình ảnh giống như cách mắt người, nhận dạng cử chỉ trong các thiết bị có thể mô tả chính xác chuyển động của con người giống như cách con người làm. Với tác động của COVID-19 , nhận dạng cử chỉ là một lĩnh vực ngày càng được quan tâm.
4. Thiết bị Điện tử đeo được (Wearable)
Trong khi hầu hết mọi người sử dụng thiết bị đeo được để theo dõi tình hình sức khỏe và hoạt động thể chất của họ, chúng cũng có thể đóng vai trò như một ngôi nhà thông minh thiết yếu. Một ngôi nhà thông minh thực sự bao gồm các thiết bị có thể giải thích dữ liệu để hiểu sở thích của bạn và dự đoán nhu cầu của bạn; tất cả công nghệ thông minh sẽ có thể phản hồi các hành động thay đổi động của bạn.
Các thiết bị có thể đeo được như đồng hồ thông minh, máy theo dõi cơ thể và máy theo dõi thể dục có thể gửi tín hiệu đến mạng gia đình thông minh của bạn khi bạn đi vào chu vi ngôi nhà của mình. Thiết bị có thể hoạt động theo tín hiệu đó bằng cách bật nguồn cho đèn phòng khách, TV hoặc máy điều hòa không khí.
Thiết kế giải pháp HMI cho Ngôi nhà thông minh
Thiết kế HMI hiện đại cho ngôi nhà thông minh đòi hỏi sự hiểu biết rõ ràng về người sử dụng. Trước tiên, các kỹ sư phải quyết định ngôn ngữ hình ảnh của thiết bị IoT. Ví dụ, thiết bị nên sử dụng biểu tượng hoặc màu sắc? Điều quan trọng là phải sớm đưa ra các quyết định về chỉ báo sáng suốt để người dùng có thể vận hành thiết bị một cách trực quan.
Chỉ báo trạng thái là điều cần thiết cho HMI trong nhà thông minh. Nó không chỉ về việc xác định xem một thiết bị đang bật hay tắt; nó phải thực hiện nhiều chức năng khác và hiểu người dùng cuối ở mức độ tinh vi. Đèn báo trạng thái điện tử là đèn dùng để báo hiệu chức năng của thiết bị với người dùng cuối. Ánh sáng có thể chiếu qua thiết bị và giao tiếp với người dùng theo nhiều cách: ống dẫn sáng, đèn báo gắn trên bảng điều khiển hoặc màn hình cảm ứng điện dung. Các chỉ báo trạng thái điện tử có thể xác định mức độ tương tác của người dùng cuối với một sản phẩm nhà thông minh .
Các kỹ sư cũng cần xem xét chức năng giao tiếp trong thiết kế hệ thống HMI. Thông thường, càng ít văn bản và càng nhiều dấu hiệu hình ảnh được sử dụng cho HMI, thì người tiêu dùng càng dễ hiểu về nó. Bộ não xử lý hình ảnh nhanh hơn văn bản, do đó, sử dụng chúng thay vì lời nói bất cứ khi nào có thể có thể tăng cường giao tiếp bằng hình ảnh và loại bỏ rào cản ngôn ngữ.
Hình thức sau chức năng. Nhiều thương hiệu thiết bị và nhà thông minh muốn bắt đầu quá trình thiết kế bằng cách tạo ra tính thẩm mỹ cho thiết bị. Tuy nhiên, điều khôn ngoan là các kỹ sư trước tiên nên tập trung rõ ràng vào giao diện thiết bị thực tế. Giao diện người dùng và trải nghiệm người dùng của một thiết bị là quan trọng nhất khi thiết kế các sản phẩm nhà thông minh.
Semantic Studios đề xuất sử dụng bảy thuộc tính này làm danh sách kiểm tra để đảm bảo thiết bị có trải nghiệm người dùng hấp dẫn:
- Hữu ích: Thông tin có đáp ứng nhu cầu thực tế không? Nếu không, vấn đề là gì?
- Khả dụng: Trải nghiệm của bạn có trực quan với người dùng không?
- Mong muốn: Giao diện khiến người dùng cảm thấy như thế nào? Thiết kế, màu sắc và gói hoàn chỉnh phải gợi lên những cảm xúc tích cực.
- Có thể tìm thấy: Người dùng có phải làm việc quá sức để điều hướng theo cách của họ xung quanh giao diện hoặc bảng điều khiển không? Nếu vậy, hãy tiếp tục xem xét thiết kế cho đến khi xác định được trải nghiệm người dùng hiệu quả nhất.
- Có thể truy cập: Một nhóm người dùng đa dạng có thể vận hành thiết bị không? Giao diện của bạn sẽ hoạt động tốt cho người khuyết tật.
- Đáng tin cậy: Người dùng có cảm thấy như họ có thể tin những gì bạn và sản phẩm của bạn đang nói với họ không?
Khi thiết kế Thiết bị giao tiếp người – máy (HMI), hãy ghi nhớ những mẹo sau:
- Cung cấp phản hồi theo thời gian thực để giúp đảo ngược hoặc khắc phục tình huống.
- Bao gồm các bước quan trọng về an toàn gia tăng thay vì tất cả chúng diễn ra trên cùng một màn hình hoặc cùng một lúc.
- Phân biệt giữa các thông báo lỗi liên quan đến việc ghi đè các hành động quan trọng về an toàn và không quan trọng về an toàn.
- Đảm bảo các tác vụ yêu cầu một số mức độ tham gia tích cực từ người dùng cuối trong khi giảm thiểu các hành động lặp lại hoặc thụ động.
Sau khi thiết kế giao diện và phần mềm HMI hoàn tất, các kỹ sư có thể tập trung vào tính thẩm mỹ của HMI. Xét cho cùng, giao diện của HMI là thứ ban đầu thu hút người tiêu dùng đến với sản phẩm và sẽ tác động đến trải nghiệm người dùng, sự hài lòng và lòng trung thành của khách hàng.
Các kỹ sư thiết bị và nhà thông minh sử dụng nhiều vật liệu trong quá trình phát triển HMI , bao gồm:
Thép không gỉ đặc biệt bền và được cải thiện khả năng chống ăn mòn. Nó thường được chọn để thu hút hình ảnh. Các kỹ sư thường sử dụng nó vì các cấu hình hợp nhất bằng laser của nó.
Vật liệu tổng hợp , có sẵn với nhiều loại màu sắc và chất liệu hoàn thiện và có khả năng sử dụng cao trong các tấm mặt trước phẳng.
Sợi carbon , mang lại tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cực cao và bền hơn nhiều so với thép không gỉ, nhưng trọng lượng chỉ bằng một phần ba.
Sợi thủy tinh , một loại polyme bao gồm một ma trận nhựa được gia cố bởi các sợi thủy tinh mịn, nhẹ, rắn, ít giòn và đắt hơn so với sợi carbon và thủy tinh. Nó sẽ không bị gỉ, điều này làm cho nó tuyệt vời cho ngoài trời.
Thủy tinh là vật liệu chất lượng cao, có tính chất cơ học và quang học tuyệt vời. Rất ít công ty có thiết bị đủ lớn để xử lý các mảnh kính lớn, khiến nó trở thành một lựa chọn tốn kém cho các công ty thiết bị và nhà thông minh.
Nhựa , chi phí dụng cụ cao làm cho vật liệu nhựa tiết kiệm chi phí khi đặt hàng với số lượng lớn hơn. Nó có khả năng phục hồi, tiết kiệm năng lượng và nhẹ.
Việc lựa chọn vật liệu và lớp hoàn thiện có thể ảnh hưởng đáng kể đến sức mạnh, độ bền và tính phù hợp của công nghệ HMI. Nhưng để làm cho HMI trở nên thông minh, cần phải hiện thực hóa cơ sở hạ tầng kết nối phù hợp.
Tham khảo nguồn từ Jabil.
