Необычное устройство под названием The Loop заменит компьютерный манипулятор

Принцип работы пространственных манипуляторов

Пространственная мышь, в отличие от оптической, не требует поверхности для отслеживания перемещений. Внутри корпуса размещён инерциальный измерительный модуль — как правило, комбинация акселерометра и гироскопа, иногда дополненная магнитометром. Акселерометр фиксирует линейные ускорения по трём осям, гироскоп — угловые скорости вращения. Микроконтроллер обрабатывает сырые данные с датчиков, вычисляя относительное смещение устройства в пространстве, и передаёт координаты на компьютер по беспроводному каналу.

Главная инженерная сложность таких устройств — накопление дрейфа. Поскольку положение вычисляется интегрированием ускорений, любая микроскопическая погрешность измерения со временем складывается в заметное самопроизвольное смещение курсора. Для борьбы с этим применяют комплементарные фильтры, объединяющие данные акселерометра и гироскопа: медленный, но абсолютный сигнал первого корректирует быстрый, но накапливающий ошибку сигнал второго. Дополнительный магнитометр, если он есть, даёт абсолютную привязку к магнитному полю Земли и помогает удерживать горизонт.

Система компенсации тремора, заявленная в устройстве, реализуется программной фильтрацией входного сигнала. Чаще всего это низкочастотная фильтрация или сглаживание скользящим средним: высокочастотные колебания, характерные для физиологического дрожания рук, отсекаются, а осознанные движения руки сохраняются. Побочный эффект такой фильтрации — небольшая задержка отклика, поскольку фильтру необходимо накопить несколько отсчётов для вычисления сглаженного значения.