Физикалық есептеу – сенсорлар мен микроконтроллерлер арқылы физикалық әлеммен өзара әрекеттесетін жүйелер. Электроника, робототехника, бағдарламалау негіздері.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Физикалық есептеулер – қоршаған ортаны сезінетін және оған реакция жасайтын интерактивті жүйелерді қамтиды. Бұл анықтама ақылды автомобильдердің трафик жүйесін басқару немесе зауыттардағы автоматтандыру процестері сияқты жүйелерді де қамтуға жеткілікті кең болғанымен, оларды сипаттау үшін көбінесе қолданылмайды. Кең мағынада физикалық есептеулер – адамның цифрлық әлеммен байланысын түсінуге арналған шығармашылық аясы. Практикалық тұрғыда бұл термин көбінесе қолмен жасалған өнер, дизайн немесе DIY хобби жобаларын сипаттау үшін қолданылады, оларда сенсорлар мен микроконтроллерлер аналогтық сигналды бағдарламалық жүйеге түрлендіруге және/немесе моторлар, сервоприводтар, жарықтандыру сияқты электромеханикалық құрылғыларды басқаруға пайдаланылады. Физикалық есептеулер электртехника, мехатроника, робототехника, компьютерлік ғылым және әсіресе енбектік жүйелерді әзірлеу салаларында жиі кездесетін іс-шаралармен байланысты.
Physical computing involves interactive systems that can sense and respond to the world around them. While this definition is broad enough to encompass systems such as smart automotive traffic control systems or factory automation processes, it is not commonly used to describe them. In a broader sense, physical computing is a creative framework for understanding human beings' relationship to the digital world. In practical use, the term most often describes handmade art, design or DIY hobby projects that use sensors and microcontrollers to translate analog input to a software system, and/or control electro mechanical devices such as motors, servos, lighting or other hardware. Physical computing intersects the range of activities often referred to in academia and industry as electrical engineering, mechatronics, robotics, computer science, and especially embedded development.
Мысалдар
Физикалық есептеулер кең ауқымды салалар мен қолданбаларда қолданылады.
Physical computing is used in a wide variety of domains and applications.
Білім
Білім берудегі дене тәрбиесі мен ойыншылдықтың пайдасы әртүрлі бейресми оқу орталарында көрініс тапқан. Зерттеуге негізделген оқытудың алғашқы үлгілерінің бірі – Exploratorium компьютерлерді қолданатын алғашқы интерактивті көрмелерді жасады және қазіргі технологиялардың дамуымен физикалық есептеулер мен материалдық интерфейстердің үлгілерін кеңейтіп жатыр.
The advantage of physicality in education and playfulness has been reflected in diverse informal learning environments. The Exploratorium, a pioneer in inquiry based learning, developed some of the earliest interactive exhibitry involving computers, and continues to include more and more examples of physical computing and tangible interfaces as associated technologies progress.
Өнер
Өнер әлемінде физикалық есептеуді қолданатын жобаларға Скотт Сниббе, Дэниел Розин, Рафаэль Лозано Хеммер, Джона Бруккер Коэн және Камилл Утербектің туындылары жатады.
In the art world, projects that implement physical computing include the work of Scott Snibbe, Daniel Rozin, Rafael Lozano Hemmer, Jonah Brucker Cohen, and Camille Utterback.
Өнiмнiң дизайны
Физикалық есептеу тәжірибелері өнім және өзара әрекеттесу дизайны саласында да кездеседі, онда қолмен құрастырылған кіріктірілген жүйелер кейде жаңа цифрлық өнімдердің идеяларын тиімді бағамен жылдам прототиптеу үшін пайдаланылады. IDEO және Teague сияқты компаниялар өнім дизайнына осы әдіспен көбінесе жүгінеді.
Physical computing practices also exist in the product and interaction design sphere, where hand built embedded systems are sometimes used to rapidly prototype new digital product concepts in a cost efficient way. Firms such as IDEO and Teague are known to approach product design in this way.
Коммерциялық қолдану
Коммерциялық қолданыстары Sony Eyetoy немесе Dance Dance Revolution сияқты тұтынушылық құрылғылардан бастап, зауыттың құрастыру желісінде сапаны бақылауды автоматтандыру үшін қолданылатын машиналық көру сияқты, арнайы және практикалық мақсаттарға дейін жетеді. Nintendo Wii Fit сияқты экзергейминг физикалық есептеудің бір түрі деп санауға болады. Физикалық есептеудің басқа да қолданыстарына дауыс тану жатады, ол микрофондар немесе басқа да дыбыс толқындарын сезетін құрылғылар арқылы дыбыс толқындарын сезіп, түсіндіреді, сондай-ақ компьютерлік көру, ол әдетте камера арқылы алынған бейне деректерінің мол ағынына алгоритмдерді қолданады. Тактильді интерфейстер де физикалық есептеудің мысалы болып табылады, бірақ осы жағдайда компьютер физикалық стимулды сезуге емес, жасауға бағытталған. Қозғалысты түсіру және қол қимылдарын тану – компьютерлік көруге сүйенетін салалар.
Commercial implementations range from consumer devices such as the Sony Eyetoy or games such as Dance Dance Revolution to more esoteric and pragmatic uses including machine vision utilized in the automation of quality inspection along a factory assembly line. Exergaming, such as Nintendo's Wii Fit, can be considered a form of physical computing. Other implementations of physical computing include voice recognition, which senses and interprets sound waves via microphones or other soundwave sensing devices, and computer vision, which applies algorithms to a rich stream of video data typically sensed by some form of camera. Haptic interfaces are also an example of physical computing, though in this case the computer is generating the physical stimulus as opposed to sensing it. Both motion capture and gesture recognition are fields that rely on computer vision to work their magic.
Ғылыми қолдану
Физикалық есептеулер ғылыми эксперименттер үшін арнайы сенсорларды немесе жинақтағыштарды жасау және пайдалануды да сипаттауы мүмкін, бірақ бұл термин оларды осылай сипаттау үшін көбінесе қолданылмайды. Физикалық есептеу модельдеуінің мысалы – Illustris жобасы, ол 13,8 миллиард жыл өткен соң, Ұлы жарылыстан бастап қазіргі күнге дейінгі ғаламның эволюциясын дәл модельдеуге тырысады.
Physical computing can also describe the fabrication and use of custom sensors or collectors for scientific experiments, though the term is rarely used to describe them as such. An example of physical computing modeling is the Illustris project, which attempts to precisely simulate the evolution of the universe from the Big Bang to the present day, 13.8 billion years later.
Әдістер
Прототиптеу физикалық есептеуде маңызды рөл атқарады. Wiring, Arduino және Fritzing сияқты құралдар, сондай-ақ I CubeX дизайнерлер мен суретшілерге өздерінің интерактивті идеяларын жылдам прототиптеуге көмектеседі.
Prototyping plays an important role in Physical computing. Tools like the Wiring, Arduino and Fritzing as well as I CubeX help designers and artists to quickly prototype their interactive concepts.