Исследование проведено при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Результаты представлены на международной научно-практической конференции «Современное программирование» в Нижневартовске (2024).
Сенсорные технологии: новые вызовы и решения
Сенсорные экраны стали неотъемлемой частью цифровой реальности — от смартфонов до промышленных комплексов. Они заменяют классические инструменты ввода, проникая в экстремальные среды: нефтедобывающие платформы, операционные залы, космические модули и открытые терминалы. Однако влага, вибрации и механические нагрузки снижают их надежность.
Ограничения существующих технологий
Резистивные и емкостные экраны, доминирующие в агрессивных условиях, имеют недостатки: высокая стоимость, уязвимость к повреждениям или ограниченная чувствительность. Например, емкостные панели не реагируют на прикосновения в перчатках, что критично для промышленности.
Акустический прорыв от пермских ученых
Специалисты Пермского Политеха предложили альтернативу на основе звуковых волн. При касании экран генерирует акустический сигнал, который фиксируется микрофонами. Анализируя скорость распространения и задержки, система вычисляет координаты нажатия с миллиметровой точностью.
Математическая модель для минимизации ошибок
Разработанный алгоритм сократил количество необходимых микрофонов до трех, расположив их по углам экрана. «Технология устойчива к внешним воздействиям, так как не зависит от хрупких компонентов», — подчеркивает Алексей Козин, аспирант ПНИПУ.
Проверка в SciLab и уникальном ПО
Модель тестировали в仿真ной среде SciLab и специализированной программе. Эксперименты подтвердили: оптимальное расположение датчиков в сочетании с особыми настройками вычислений обеспечивает точность до 0,1 мм. «Размещение микрофонов в вершинах прямоугольника увеличивает эффективность системы», — комментирует профессор Владимир Фрейман.
Перспективы для экстремальных условий
Решение открывает возможности для создания устройств, устойчивых к пыли, влаге и вибрациям. Технология применима в робототехнике, спецоборудовании и зонах с повышенными требованиями к надежности. Сокращение вычислительных циклов до 2-4 этапов дополнительно ускоряет обработку касаний.
Источник: naked-science.ru
