ژیروسکوپ گوشی چیست و چه کاربردی دارد؟ (به زبان ساده)

حسگرهای گوشی چه عملکردی دارند؟

با استفاده از سنسورها یا حسگرها می‌توانید حرکت و مکان یک دستگاه سه‌بعدی را به طور دقیق زیر نظر داشته باشید یا تغییرات محیط آن را تشخیص دهید. به عنوان مثال، به لطف حسگرها، بازی‌ها می‌توانند زمان کج شدن یا تکان دادن گوشی را تشخیص دهند و اپلیکیشن‌های آب‌وهوا، داده‌های محیط فعلی را از طریق اطلاعات مرتبط با دما، فشار و رطوبت ثبت می‌کنند.

انواع حسگرها در گوشی‌های هوشمند

گوشی‌های هوشمند چندین حسگر دارند و سنسورهای گوشی‌ فقط به ژیروسکوپ محدود نمی‌شوند. این حسگرها را می‌توان در چند بخش با توجه به کاربردشان، دسته‌بندی کرد:

حسگرهای حرکتی حرکت کاربر را تشخیص می‌دهند و شتاب، گرانش، سرعت چرخش، مقادیر بُردار کرل و رانش را اندازه‌گیری می‌کنند. حسگر شتاب و ژیروسکوپ بخشی از سخت‌افزار هستند که داده‌های اولیه را برای سنسورهای حرکتی فراهم می‌کنند.

حسگر گرانش، جهت و شدت گرانش را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از چنین داده‌هایی، می‌توانید جهت نسبی یک دستگاه را در فضا بررسی کنید. شتاب‌سنج خطی داده‌هایی را در مورد شتاب، به استثنای گرانش، ارائه می‌دهد.

به عبارت دیگر، شتاب‌سنج خطی، شتاب را اندازه‌گیری می‌کند؛ بدون در نظر گرفتن تأثیر گرانش روی یک جسم خاص.

با استفاده از این سنسور می‌توانید از سرعت رانندگی یک خودرو مطلع شوید. با سنسور جاذبه و شتاب‌سنج خطی، اپلیکیشن‌های مسیریابی به شما امکان می‌دهند که جهت یک ماشین را ردیابی کنید.

حسگر بردار منحنی، شیب و جهت دستگاه را اندازه‌گیری می‌کند و نشان می‌دهد که در کدام جهت در حال حرکت هستید یا روبه‌روی کدام جهت قرار دارید. با استفاده از ویژگی‌های این سنسور می‌توانید تعداد قدم‌های پیموده شده یا سرعت چرخش را اندازه‌گیری کنید.

این نوع حسگر در اپلیکیشن‌های ورزشی کاربرد دارند؛ مثلا آن دسته از اپلیکیشن‌هایی که قابلیت قدم‌شمار دارند.

سنسور بعدی حسگر مکان است و برای بررسی موقعیت فیزیکی دستگاه استفاده می‌شود. سنسور مکان از حسگر ژئومغناطیسی و ‌شتاب‌سنج برای نشان دادن موقعیت نسبی شما از قطب شمال استفاده می‌کند. به لطف این سنسور می‌توانید از یک دستگاه به‌عنوان قطب‌نما استفاده کنید و تغییرات مکان دستگاه را بررسی کنید.

سنسور مجاورت، فاصله بین یک جسم خاص و دستگاه را اندازه‌گیری می‌کند. به عنوان مثال، می‌توان از آن برای اندازه‌گیری فاصله‌ سر کاربر از هدست استفاده کرد.

با کمک این سنسور است که صفحه نمایش گوشی هوشمند شما موقع پاسخ دادن به تماس‌ها خاموش است و در حین تماس، به لمس شدن صفحه پاسخ نمی‌دهد. این سنسور معمولاً در نزدیکی دوربین جلوی گوشی قرار می‌گیرد که گوش شما موقع تماس آن را لمس می‌کند.

چهار نوع حسگر محیطی هم در گوشی وجود دارد؛ سنسورهای رطوبت، شدت روشنایی، فشار محیط و سنسورهای دما.

دماسنج داخل گوشی هوشمند، دمای داخل دستگاه را اندازه‌گیری می‌کند و از گرم شدن بیش‌از‌حد آن جلوگیری می‌کند. با استفاده از حسگرهای محیطی، گوشی هوشمند می‌تواند روشنایی صفحه نمایش را تا حدی برای کاربر تنظیم کند یا اطلاعات مرتبط را جمع‌آوری کرده و به کاربر تحویل دهد.

ژیروسکوپ چیست؟

کمی قبل‌تر، از بین حسگرهای مختلفی که معرفی کردیم، تلفن‌های همراه فقط شتاب‌سنج داشتند. به لطف شتاب‌سنج، موبایل می‌تواند جهت صفحه نمایش را تشخیص دهد، جهت‌گیری شما را روی نقشه با کمک GPS تعیین کند و با کج کردن صفحه، گزینه‌های بیشتری را برای کنترل حرکات در بازی‌ها ارائه دهد. این ویژگی برای بازی‌هایی مثل مسابقه‌های رانندگی لازم است.

شتاب‌سنج می‌تواند تشخیص دهد که موبایل شما در جهت خاصی و با چه شدتی حرکت می‌کند؛ اما این کار را با دقت مورد نیاز برای کاربردهای امروزی مثلا در اپلیکیشن‌های واقعیت مجازی انجام نمی‌دهد. اینجاست که وجود ژیروسکوپ اهمیت پیدا می‌کند.

ژیروسکوپ اطلاعاتی در مورد چرخش دستگاه در تمام محورها اضافه می‌کند. سیستم عامل گوشی این اطلاعات و داده‌های به‌دست‌آمده از سایر حسگرها را در APIهای موقعیت‌یابی و حرکتی خود ترکیب می‌کند تا به سازندگان اپلیکیشن‌ها گزینه‌های بیشتری برای ایجاد روش‌های تعامل کاربر با اپلیکیشن‌ها داشته باشند.

کاربردهای ژیروسکوپ در گوشی هوشمند

ژیروسکوپ داده‌های بسیار دقیق‌تری از موقعیت و حرکت دستگاه ثبت می‌کند. ترکیب کردن این داده‌ها با داده‌های شتاب‌سنج و سایر سنسورها، اطلاعات بسیار دقیقی را در مورد مکان قرارگیری گوشی و حرکت یا چرخش آن روی هر محوری ارائه می‌دهد.

سازندگان اپلیکیشن‌ها سال‌ها از داده‌های این حسگرها برای ساخت انواع بازی و اپلیکیشن استفاده کرده‌اند که در آنها باید موبایل را در جهت‌های مختلف کج کنید تا فرایند خاصی را در بازی یا اپلیکیشن انجام دهید.

حتما بازی Pokémon GO را به‌ یاد دارید. این بازی برای استفاده از حالت AR یا واقعیت افزوده، به ژیروسکوپ نیاز دارد و با کمک همین حسگر است که Pikachu را در اتاق خود می‌بینید.

ژیروسکوپ کاربردهای مختلف دیگری در گوشی هوشمند دارد که ممکن است به‌طور مستقیم با آن آشنا نباشید. بسیاری از عملکردهای هوشمند گوشی به لطف ژیروسکوپ و سایر حسگرها انجام می‌شود. از جمله:

رابط کاربری گرافیکی با کمک حسگر حرکت

ژیروسکوپ در گوشی‌های هوشمند یک رابط کاربری گرافیکی در اختیار کاربر می‌گذارد که او را قادر می‌سازد با چرخاندن گوشی، بتواند منوها و گزینه‌های مختلف را انتخاب کند. مثلا می‌توانید گوشی را کمی کج کنید تا در لیست مخاطبان بالا و پایین برود.

این ویژگی، گوشی هوشمند را قادر می‌سازد تا دستورات از‌ پیش تعیین‌شده را بر اساس حرکات مختلف اجرا کند؛ به‌عنوان مثال، می‌توان گوشی را تکان داد تا قفل شود.

پاسخ دادن به تماس یا باز کردن یک وب‌سایت

سنسور ژیروسکوپ در گوشی هوشمند این امکان را فراهم می‌کند که به تلفن پاسخ دهید یا یک وب‌سایت را با دستوراتی مانند چرخاندن، ۲ تا ۳ بار تکان دادن آرام گوشی و عملکردهایی شبیه این باز کنید.

تثبیت‌کننده تصویر (Image stabilization)

تثبیت کردن تصویر یکی از کاربردهای ژیروسکوپ در گوشی هوشمند است و از لرزش دست و تاثیر آن بر کیفیت تصویر جلوگیری می‌کند. این ویژگی، گوشی را قادر می‌سازد تا در حین فشار دادن گزینه‌ شاتر، اثر لرزش را هم روی عکس‌ها و هم روی فیلم‌ها از بین ببرد تا درنهایت، تصاویر و ویدیوهایی بدون لرزش و واضح‌تر داشته باشید.

مسیریابی با GPS

در صورت از دست رفتن سرویس اینترنت یا شبکه در تونل‌ها یا جاده‌های زیرزمینی، GPS به کمک ژیروسکوپ به مسیریابی ماشین ادامه می‌دهد.

بازی با حسگر حرکت

اپل با عرضه آیفون ۴، ژیروسکوپ را به هسته‌ اصلی بازی‌های حرکتی تبدیل کرد. این ویژگی، باعث می‌شود که بازی از طریق تشخیص حرکات بازیکن کنترل شود.

در واقع ژیروسکوپ به شما امکان می‌دهد از گوشی خود به عنوان فرمان هنگام رانندگی با یک خودرو یا جت و… در بازی استفاده کنید. شما با ژیروسکوپ با انجام حرکات دست و تکان دادن گوشی، فعالیتی را داخل بازی انجام می‌دهید که حس بهتری نسبت به فشردن یک دکمه یا لمس کردن یک نقطه دارد.

اپلیکیشن‌هایی که با زیروسکوپ کار می‌کنند

اپلیکیشن‌های مختلفی هم برای کار کردن به حسگر ژیروسکوپ نیاز دارند. در ادامه چند نمونه از این اپلیکیشن‌ها را می‌بینید:

۱. ثبت تصاویر پانوراما در Google Street View

وقتی در مورد ثبت تصاویر کروی 360 درجه صحبت می‌کنیم، انجام آن بدون ژیروسکوپ غیرقابل‌تصور است.

در برنامه Google Street View، ایجاد حالت کروی خیابان‌ها بدون ژیروسکوپ غیرممکن است و بدون ژیروسکوپ این اپلیکیشن حتی امکان امتحان کردن آن را به کاربر نمی‌دهد.

این اپلیکیشن از حسگر ژیروسکوپ استفاده می‌کند تا دقیقاً مشخص کند که در هنگام گرفتن عکس به کجا اشاره می‌کنید و سپس قادر به ترکیب دقیق آن‌ها در تصویر می‌شود.

۲. شناسایی ستاره‌ها با Sky Map

شاید موقع نظاره‌ آسمان شب برایتان سوال شده باشد آن نقطه‌ نورانی که می‌بینید کدام ستاره یا سیاره است؟ زهره است، مشتری است یا ایستگاه فضایی بین‌المللی؟ تنها راهی که می‌توانید از طریق آن پاسخ سوال خود را پیدا کنید بدون اینکه تخصصی در نجوم داشته باشید این است که اپلیکیشن Sky Map را باز کنید و رو به آسمان بگیرید.

Sky Map یکی از اپلیکیشن‌های قدیمی و پرسابقه در دنیای اپلیکیشن‌ها است ولی ممکن است شما تا به امروز در مورد آن نشنیده باشید.

البته این اپلیکیشن از نظر فنی نیازی به ژیروسکوپ ندارد و اگر گوشی شما ژیروسکوپ ندارد، حتی می‌توانید در تنظیمات اپلیکیشن، قابلیت ژیروسکوپ را خاموش کنید. اما این اپ با حسگر ژیروسکوپ عملکردی به‌مراتب بهتر، دقیق‌تر و سریع‌تر دارد.

۳. ثبت تصاویر 3D با اپلیکیشن Fyuse – 3D Pictures

علاوه بر ایجاد تصاویر پانوراما، ژیروسکوپ در برخی اپلیکیشن‌های مخصوص، قابلیت ثبت عکس‌های «سه‌بعدی» را به کاربر می‌دهد مانند اپ Fyuse 3D Pictures. این عکس‌های سه‌بعدی اپ Fyuse، که چیزی بین تصاویر عادی و Live Photos هستند با چرخاندن تلفن، زنده می‌شوند و تصویر را از زوایای بیشتری نشان می‌دهند.

۴. اضافه کردن فیلتر به عکس‌ها با اپلیکیشن Snapchat

حتما اپلیکیشن‌های زیادی می‌شناسید که فیلترهایی را روی عکس یا روی صورت می‌اندازند. غیر از انداختن فیلترهای جذاب روی صورت، یک امکان دیگر برای ویرایشِ درلحظه‌ تصاویر وجود دارد که فیلتر گذاشتن روی محیط اطراف است. یکی از بهترین نمونه‌ها اپلیکیشن Snapchat و قابلیت World Lenses آن است.

این قابلیت اسنپ‌چت به ژیروسکوپ نیاز دارد که بتواند جلوه‌های خاصی را در یک مکان خاص از «دنیای واقعیت» ایجاد کند. درواقع این اپلیکیشن می‌تواند جهت‌های بالا و پایین را تشخیص دهد و اشیاء مجازی را به‌طور دقیق در تصویر قرار دهد.

۵. تغییر دکوراسیون خانه با اپلیکیشن IKEA Catalog

تغییر دادن دکوراسیون خانه می‌تواند تجربه‌ای جذاب باشد و تا مدت‌ها حالتان را خوب می‌کند؛ اما گاهی اوقات برای پیدا کردن مبلمان و وسایلی که در خانه جا بشوند و فضای کافی برای آن داشته باشیم، با مشکل مواجه می‌شویم. یا اینکه ممکن است برای انتخاب رنگ وسایل، مشکل داشته باشیم و نتوانیم درست تصمیم بگیریم. خوشبختانه ژیروسکوپ حتی برای پیدا کردن بهترین وسایل منزل هم می‌تواند به شما کمک کند.

اپلیکیشن‌های مختلفی طراحی شده‌اند تا با کمک زیروسکوپ گوشی بتوانید وسایل مختلف را با کمک واقعیت افزوده، داخل فضای مورد نظر خود قرار دهید تا متوجه شوید با آن وسیله، دکوراسیون خانه شما چطور می‌شود.

یکی از مشهورترین برندهای وسایل منزل، برند ایکیا است. اپلیکیشن IKEA Catalog توسط این برند طراحی و ساخته شده تا کاربران آن بتوانند وسایل مختلف برند ایکیا را با کمک واقعیت افزوده داخل منزل خود قرار دهند و نتیجه‌ نهایی را مشاهده کنند.

۶. استفاده از موبایل به‌عنوان یک موس پرنده با اپلیکیشن Remote Mouse

برایتان پیش آمده که ناگهان موس کامپیوتر شما از کار بیافتد؟ در این مواقع می‌توانید از گوشی خود به‌عنوان یک موس استفاده کنید ولی نه یک موس معمولی، یک موس بی‌سیم!

برای انجام این کار فقط باید برنامه این کار را روی گوشی و کامپیوترتان دانلود و نصب کنید. سپس باید هر دو دستگاه را از طریق بلوتوث با هم جفت کنید و درنهایت آماده هستید که مانند یک موس بی‌سیم یا تاچ‌پد ریموت، از گوشی خود به‌عنوان موس استفاده کنید.

یکی از بهترین اپلیکیشن‌ها برای این کار اپ Remote Mouse است که کاملا رایگان ارائه شده و لازم به توضیح نیست که به ژیروسکوپ گوشی هم نیاز دارد.

۷. بررسی ضربان قلب با اپلیکیشن Gyroscope Heart Rate

آیا به این فکر کردید که کاش با استفاده از شتاب‌سنج و ژیروسکوپ گوشی می‌توانستید ضربان قلب را بررسی کنید؟ این چیزی است که سازندگان برنامه Gyroscope Heart Rate و بسیاری از اپلیکیشن‌های مشابه ادعا می‌کنند. به جای استفاده از فلاش دوربین یا یک سنسور خاص، اندازه‌گیری در این اپلیکیشن با قرار دادن گوشی روی قفسه سینه انجام می‌شود.

ایده‌ اصلی طراحی این اپ‌ها این است که از حسگرهای موبایل برای تشخیص ارتعاشات کوچک ضربان قلب استفاده کنند، نتایج را برای تجزیه‌ و‌ تحلیل در فضای ابری ارسال کنند و اطلاعاتی از میزان نامنظم بودن نبض ثبت کنند.

البته این اطلاعات را بیشتر به‌عنوان نوعی کنجکاوی در نظر بگیرید تا یک ابزار پزشکی!

اگر نظر یا سوالی درمورد ژیروسکوپ گوشی دارید می‌توانید در بخش نظرات برای ما بنویسید.