Le wearable computing

Le wearable computing

"Un ordinateur devrait être "porté" sur soi, interagir avec l'utilisateur en continu selon le contexte et agir en tant qu'assistant à diverses tâches" Thad Starner, Wearable Computing Group, MIT

Plan

Vue d’ensemble du wearable computing• Qu’est ce que le wearable?• Pourquoi le wearable ?• Équipement

Le wearable computing concrètement• Défis du wearable• Applications• Travail du MIT Media Lab

Qu’est ce que le wearable computing ? (1/2)

Définitions

• La réalité virtuelle

• La réalité augmentée

• Ubiquitous computing (l’ordinateur partout)

Qu’est ce que le wearable computing ? (2/2)

Définition du wearable computing

• Équipement matériel spécifique

• Un nouveau style d’IHM

• Concept du cyborg

• Portabilité

Définition du wearable computing

• Équipement matériel spécifique

• Un nouveau style d’IHM

• Concept du cyborg

• Portabilité

Le wearable computer idéal (1/4)

Un accès permanent au services

• Le système interagit à n’importe quel moment avec l’utilisateur

• Accès rapide et intuitif

• Systèmes mobiles et peu encombrants

Le wearable computer idéal (2/4)

Modéliser l’environnement

• État physique et mental de l’utilisateur

• Etat interne du système

• Modélisation observable

Le wearable computer idéal (3/4)

Des modes d’interactions adaptés

• Adapter les entrées/sorties en fonction du contexte

• Évaluer la pertinences des informations• Minimum d’attention• S’adapter au fil du temps• Encourager la personnalisation

Le wearable computer idéal (4/4)

• Une définition ambitieuse

• Nécessite une bonne modélisation de l’utilisateur

• Progrès à venir en IHM et IA

Pourquoi le wearable ? (1/3)

• Minimiser l ’encombrement, la redondance

• Améliorer la connectivité, les services

• Réduire les coûts de développement

Pourquoi le wearable ? (2/3)

• Faciliter la communication

• Pense-bête intelligent : proactif et personnel

• Un objet physique comme lien hypertexte

Pourquoi le wearable ? (3/3)

• Un outil puissant

• Faire du wearable un produit grand public

• Défis techniques, sociaux et logistique

Équipement

• Périphériques d’entrées

• Système d’affichage

• CPU et alimentation

• Exemples d’architectures matérielles

Twiddler 2

• Pointeur: IBM Trackpoint

• touche: 16• Sortie: PS2 souris et

signal clavier• Poids: 165 g• Prix : $199.00

WearClam

• Sortie programmable : TTL-RS232, PWM, FM, etc...

• Poids : moins de 50g • 9 boutons • Sortie par câble

Clavier WristPC-L3 Systems

• Sortie PS/2 ou USB• Poids : 255g• Prix : entre $469 et

$569

SenseBoard

• Clavier virtuel• Saisie multi-support• Analyse du

mouvement des doigts• Simulation d’une

souris• Communication par

ondes radio ou câble

Reconnaissance vocale

• IBM - Voice Systems

• Dragon Systems – NaturralySpeaking

• Philips – Speech processing

• Jabra - EarSet

MicroOptical

• S’adapte sur une paire de lunettes neutre

• Écran à cristaux liquides

• Résolution : de 320*240 à 640*480

• Poids : 7g• Prix : $1000 à $2500

Microvision

• Projection d’images dans la rétine

• Effet 3D• Résolution : de

640*400 à 800*600• Équivalent à un

moniteur 19’’• Poids : 657g

TekGear – M2

• Résolution : 800*600• Poids : 210g• Prix : de $3500 à

$5000

LiteEye 400

• Opaque• Résolution : 800*600• Poids : 42g

VIA II PC (1/2)

1. On/Off

2. Articulation

3. Connecteur batterie

4. Slot PC Card

5. Radiateur

6. Ports série / USB

7. Connecteur secteur

8. Interface opérateur

•Processeur : 166 MHz Cyrix Media GX / 600 MHz Transmeta Crusoe

•RAM : 64 à 128 Mo

•OS : Windows 98 / 2000 / NT 4.0

•Poids : 625g

•Disque dur : 6.2Go ou plus

VIA PC II (2/2)

Entrées / Sorties :• Full duplex audio• Vidéo SVGA• Interface de

communication RS-232

• 1 bus USB• Interface souris et

clavier

Xybernaut – Mobile assistant (1/4)

• Processeur : Pentium MMX 200 / 233Mhz

• RAM : 32 à 160 Mo• Disque dur : 2 à 8 Go• OS : Microsoft

Windows• Alimentation : Batterie

Lithium ion

Xybernaut – Mobile assistant (2/4)

UC:• Slot CardBus• Connecteurs pour écran tactile

ou « head-up »• Ports USB• Carte son full-duplex intégrée • Fixation à la ceinture ou dans

une veste• Poids :795g• Dimensions: 117*190*63 mm

Xybernaut – Mobile assistant (3/4)

Écran:• VGA ou SVGA

couleur• Résolution : de

640*480 à 800*600• Poids: de 520g à

1020g• Écran tactile

Xybernaut – Mobile assistant (4/4)

Head up:• Reflet dans un miroir• Couleur Écran 15’’• XyberCam™ video

camera

Charmed Technologie charmIT Kit(1/2)

• Processeur Pentium MMX 266Mhz

• 64 MEG RAM • 1 port Ethernet 100Mb• 2 PC Card (PCMCIA)

slots • 1 port USB, 1 port SVGA• 2 ports série, 1 interne et 1

externe • Disque dur 10 GB • Linux pre-installé

Charmed Technologie charmIT Kit(2/2)

• Ecran de micoOptical• Clavier Twiddler 2• Prix : entre $1 995 et

$6 495

IBM wearable PC prototype (1/2)

• Processeur Intel Pentium MMX Technology 233MHz

• RAM: 64MB(EDO) • Video RAM: 2MB • Disque dur: IBM

MicroDrive 340MB • Port USB • Port infrarouge : Max

4Mbps• Slot Compact Flash Card

IBM wearable PC prototype (2/2)

• Audio: Microphone,Earphone, SoundBlaster Pro Compatible

• Micro Display: 320x240 pixels 256 gray scale

• Dimension: 26* 80* 120mm

• Weight: 370g • Operating System:

Windows98/95

Le wearable computing concrètement

Défis du wearable

Utilisation de l’énergie

Problèmes• Facteur le plus limitant

• Une alimentation par périphérique

• Frustration de recharger le système pour l’utilisateur

Défis du wearable

Utilisation de l’énergie

Solutions• Batterie longue durée au plutonium-238

• Auto-alimentation des capteurs

• Énergie produite en marchant

• La nourriture

• Alimentation par ondes radio

Défis du wearable

Dissipation de la chaleurProblèmes

• MIPS / watt : un paramètre plus important que la fréquence d’horloge

• Contrainte : ne jamais dépasser 40°C• Facteur limitant dans la conception de

système portables

Défis du wearable

Dissipation de la chaleurSolutions• Ventilateurs, radiateurs, composants moins

gourmands en énergie• Profiter de l’environnement thermique de

l’utilisateur• Réservoirs de chaleur• Adapter la consommation d’énergie à

l’environnement thermique

Défis du wearable

Réseau

• Bits/sec/watt : une mesure significative• Besoin de standards• Plusieurs types de réseaux

– Wearable au réseau fixe– Différent composants entre eux– Du wearable aux objets environnants

Défis du wearable

Communications entre les composants du wearable

• Standards pour la découverte de ressource

• Transmissions faible coût

• Connections électriques dans les vêtements

Défis du wearable

Communications avec les objets environnants

• Balises de positionnement Locust– Microprocesseur et un système infrarouge– Auto-alimenté– Transmet son ID à intervalle régulier– Le wearable upload des données à la balise

Exemple d’utilisation du Wearable

• Projet Land Warrior et Felin

• Mobile language traduction system

• Projet Fast (Factory automation support technology)

• Projet du MIT Media lab

Application militaire

• USA : projet Land Warrior

- 600 M de dollars

- 2003 commando

- 2008 tous les fantassins

• France : projet Felin (Fantassin à équipement et liaisons intégrés)

- 2005 première version

- 2015 version finale

Application militaire

• Réduire les risque • Corriger les

déficiences du soldat• Augmenter la

connaissance du terrain

• Identification amis/ennemis

Le casque

• Vision nocturne• Évaluation des

distances• Dispositif allier• Positions ennemis• Outils de navigation• État physique

Le renseignement

• Carte• Repérage GPS• Envoi de

renseignements

Le Famas

• Conduite de tir• Système de saisie• Capture d'images• Laser de

visée/verrouillage• Laser d’identification

La combinaison

• UC• Capteurs • Diagnostic médical • Climatisée• NBC• Furtive

Projet FELIN

• Thomson-CSF : architecture du système, et la conduite de tir,

• Giat Industries: facteurs humains et interface avec fusil FAMAS

• Aéro: le logiciel• Bertin: la génératrice autonome, • CGF Gallet: le casque,• Sextant Avionique: le visuel de casque, Paul Boyé: la

tenue de combat• VTN Industries: la structure de portage.

Mobile Language Translation System

Hardware• ViA II PC • Microphone à main• Casque audio• Écran tactile VIA

Software• ViA Language

Translation software

Projet FAST (Factory Automation Support Technology)

Projet FAST

• Factory Automation Support Technology

• Milieux industriel

• Aide à l’utilisateur

• Principe du « n’importe où »

• Personnel de supervision et maintenance

Projet FAST équipement

• Processeur Intel 486, 75 Mhz, 16 Mb RAM

• 500M disque dur

• Carte vidéo SVGA

• Son 16 Bit

• Réseau sans fil

Travaux du MIT Media lab

Hive : une architecture logicielle adaptée au wearable

• Architecture à agents distribués

• Peer-to-peer

• Relie des systèmes hétérogènes

• Mise en réseau de ressources locales

Travaux du MIT Media lab

Agents Hive

• Objet Java distribué et un thread

• Autonomes

• Auto-descriptifs

• Interactifs

• Mobiles

Travaux du MIT Media lab

Hive

• Shadows

• Cells

• Interface graphique

• Service de découverte d’agents

Travaux du MIT Media lab

Description de la plateforme

• JVM

• Wearable Lizzy de Thad Starner

• Réseau sans fil : Digital Roamabout

• Balises Locust

Travaux du MIT Media lab

Applications

• Agenda automatique

• Sélection d’un projecteur

• Context aware alarm filtering

• Where’s Brad ?

Conclusion

• Beaucoup de paramètres à prendre en compte dans la conception

• Collaborations et meetings organisés par les grands groupes et centres de recherches

• Difficulté de concevoir des systèmes généraux• Travail au niveau de l’intelligence artificielle