Rakhmadian Purnama (13306071)
==============================================================
TAI – CHI
(Tangible Acoustic Interfaces for Computer-Human Interaction)
==============================================================
Di jaman yang modern ini, kebutuhan akan komputer sangat diperlukan untuk melakukan berbagai macam jenis aktifitas manusia. Mulai dari pekerjaan sampai dengan hiburan, semuanya itu tak lepas dari yang namanya komputer. Komputer itu sendiri tidak bisa melakukan pekerjaannya sendiri secara automatis, perlu adanya interaksi antara user (manusia) dengan komputer (mesin). Pada umumnya, interaksi antara manusia dengan komputer dapat dibagi menjadi 2 ; tangible (touchable) & intangible (untouchable, seperti audio & video).
Namun kali ini kita akan membahas tentang pengembangan technology pada tangible interfaces. Pada umumnya, kebanyakan tangible interfaces adalah seperti yang kita pakai sehari-hari, misal : keyboard, mouse, touch pads / touch screens, dsb. Mungkin orang lebih mengenalnya dengan interaksi komputer menggunakan GUI. Hal tersebut bisa diterapkan pada aplikasi komputer dengan skala personal tetapi bila kita menengok kembali perkembangan komputer, maka GUI bukanlah satu satunya alternatif untuk antarmuka aplikasi. Yang menjadi masalah utama pada teknik ini adalah suatu hal yang menyangkut mobilitas pemakai.
Untuk mengatasi dilema tersebut, teknologi tangible acoustic muncul sebagai topik yang sedang hangat diperbincangkan oleh para ilmuan beberapa tahun terakhir ini. Tujuan utamanya tak lain adalah untuk mengembangkan teknologi sensor berbasis akustik yang dapat diterapkan pada suatu objek untuk menghasilkan suatu tangible interfaces yang efektif dan efisien, selain itu untuk memudahkan user dalam berinteraksi dengan komputer dan menciptakan system interactive pada dunia maya.
Prinsipnya ada 2 macam stimulasi pada suatu objek, yaitu active & passive mode. Pada passive mode terjadi perubahan sifat-sifat akustik yang disebabkan oleh getaran akibat adanya interaksi suatu benda (mis : ketukan, pukulan, dsb.), sedangkan pada aktif mode lebih disebabkan karena penyerapan dari energi akustik pada titik kontak suatu permukaan benda. Pada kesempatan kali ini kita akan lebih banyak focus pada passive mode. Dimana kita akan membahas tentang 3 metode yang nantinya akan digunakan dalam pengemabangan TAI-CHI project ini, yaitu : Time Delay of Arrive (TDOA), time reversal dan holography akustik.
-
Time Delay of Arrive (TDOA)
Teknik ini umumnya digunakan dengan menentukan lokasi suatu sumber / titik dengan memanfaatkan waktu tunda yang diterima oleh sejumlah sensor. Jika kita memberikan suatu rangsangan suara pada suatu permukaan (persegi) dimana pada titik sudutnya dipasang sensor, maka lamanya waktu yang dibutuhkan oleh gelombang akustik ini untuk sampai pada permukaan tersebut akan disensor dan direkam oleh komputer. Dengan begitu “time delay”nya dapat kita tentukan. Keuntungan dari teknik adalah response waktu yang cepat dan komputasi yang sederhana. Sedangkan kekurangannya adalah banyaknya jumlah sensor yang harus dipasang untuk menghasilkan suatu konfigurasi sistem hardware yang lebih kompleks. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, perlu adanya kalibrasi pada sistem ini dimana persamaan matematik berikut dapat digunakan untuk mengkalibrasi :
x(t12,t13 ) = c1t122 + c2t132 + c3t12t13 + c4t13 + c5t12 + c6
Keterangan :
tab => perbedaan waktu antara titik a dan b
ci => koefisien untuk menentukan koordinat pada titik x
Persamaan ini juga bisa digunakan untuk menentukan titik y.
-
Time Reversal
Berlawanan dengan TDOA, teknik menggunakan pendekatan pola signal akustik yang direkam sebelumnya untuk dicocokkan dengan signal akustik yang tidak diketahui nantinya, sehingga nantinya dapat ditentukan posisi dari dampak (impact) yang terkait. Secara teoritis teknik ini bisa menggunakan satu sensor saja untuk melakukan akuisisi data akustik. Pola signal akustik yang diterima oleh sensor dapat dianggap sebagai superposisi daro refleksi gelombang akustik dalam suatu objek.
Dibandingkan dengan teknik TDOA, maka metode time reversal memiliki keuntungan dari perangkat keras yang memiliki konfigurasi lebih sederhana, karena hanya menggunakan satu sensor untuk melakukan akuisis datanya . Kekurangan dari teknik ini adalah relatif lebih lambat dalam merespon dan waktu pemrosesan, khususnya untuk objek dengan dimensi besar atau dalam jumlah impact position yang nantinya akan dilibatkan.
-
Holography Akustik
Teknik ini menggunakan beberapa teori ilmuan, pertama kalinya dikembangkan dari formula Gabor yang memiliki ide holography optik. Sebelum experiment mengenai holography akustik dilakukan banyak sekali penemuan-penemuan dalam bidang teknologi optic (mis: laser). Gambar holographic dibuat dengan menggunakan informasi yang interaktif dari suatu sumber yang sama yang kemudian merekonstruksi hasil rekamannya pada bidang 3 dimensi.
Jika suat gelombang menyebar melalui suatu titik pada objek, sebuah gelombang berbentuk bola terbentuk berdasarkan teori Huygens-Fresnel. Hal ini biasa disebut sebagai gelombang object yang berlawanan dengan gelombang referensi awal yang ada. Superposisi dari amplitudo dan distribusi phase dapat direkam pada suatu plat photosensitive.
Keuntungan utama dari teknik holography akustik ini adalah banyaknya informasi yang diperoleh dari hologram. Hal ini disebabkan karena bidang 3 dimensi gelombang dapat direkonstruksi dari permukaan photosensitive 2 dimensi menggunakan informasi yang telah disimpan.
Kesimpulan
Perlu adanya medium untuk manusia bisa berinteraksi dengan komputer (machine). Hal ini akan menjadi suatu yang menarik untuk dikaji di masa mendatang. Penemuan-penemuan alat / tools untuk membantu manusia dalam berinteraksi dengan komputer sudah banyak kita temui dipasaran saat ini, tapi kebanyakan semuanya itu memiliki kekurangan dalam masalah mobilitas pengguna (mis : keyboard, mouse, touch pad/screen).
Salah satu alternatif yang mungkin bisa dikembangkan adalah tangible akustik dimana teknik memanfaatkan propagasi getaran akustik suatu benda. Yang artinya, bahwa informasi tentang interaksi tersebut dapat disampaikan pada lokasi lain (remote location) menggunakan struktur dari object itu sendiri sebagai jalur transmisi.
Tujuan utama dari proyek TAI-CHI ini adalah, bagaimana suatu fisik dari objek seperti meja, kursi, dinding, dapat diterapkan pada interaksi antara manusia dengan komputer.
Reference :
TAI-CHI homepage. http://www.taichi.cf.ac.uk/, 2004.
TAI-CHI Consortium: Technical Annex of the Project, 2004.
