Wearable computing

1. Le wearable computing

2. 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

3. 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

4. Qu’est ce que le wearable
computing ? (1/2)
Définitions
• La réalité virtuelle
• La réalité augmentée
• Ubiquitous computing (l’ordinateur partout)

5. 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

6. 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

7. Le wearable computer idéal (2/4)
Modéliser l’environnement
• État physique et mental de l’utilisateur
• Etat interne du système
• Modélisation observable

8. 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

9. Le wearable computer idéal (4/4)
• Une définition ambitieuse
• Nécessite une bonne modélisation de
l’utilisateur
• Progrès à venir en IHM et IA

10. Pourquoi le wearable ? (1/3)
• Minimiser l ’encombrement, la redondance
• Améliorer la connectivité, les services
• Réduire les coûts de développement

11. Pourquoi le wearable ? (2/3)
• Faciliter la communication
• Pense-bête intelligent : proactif et personnel
• Un objet physique comme lien hypertexte

12. Pourquoi le wearable ? (3/3)
• Un outil puissant
• Faire du wearable un produit grand public
• Défis techniques, sociaux et logistique

13. Équipement
• Périphériques d’entrées
• Système d’affichage
• CPU et alimentation
• Exemples d’architectures matérielles

14. Twiddler 2
• Pointeur: IBM
Trackpoint
• touche: 16
• Sortie: PS2 souris et
signal clavier
• Poids: 165 g
• Prix : $199.00

15. WearClam
• Sortie programmable :
TTL-RS232, PWM,
FM, etc...
• Poids : moins de 50g
• 9 boutons
• Sortie par câble

16. Clavier WristPC-L3 Systems
• Sortie PS/2 ou USB
• Poids : 255g
• Prix : entre $469 et
$569

17. SenseBoard
• Clavier virtuel
• Saisie multi-support
• Analyse du
mouvement des doigts
• Simulation d’une
souris
• Communication par
ondes radio ou câble

18. Reconnaissance vocale
• IBM - Voice Systems
• Dragon Systems – NaturralySpeaking
• Philips – Speech processing
• Jabra - EarSet

19. 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

20. Microvision
• Projection d’images
dans la rétine
• Effet 3D
• Résolution : de
640*400 à 800*600
• Équivalent à un
moniteur 19’’
• Poids : 657g

21. TekGear – M2
• Résolution : 800*600
• Poids : 210g
• Prix : de $3500 à
$5000

22. LiteEye 400
• Opaque
• Résolution : 800*600
• Poids : 42g

23. 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

24. VIA PC II (2/2)
Entrées / Sorties :
• Full duplex audio
• Vidéo SVGA
• Interface de
communication RS-
232
• 1 bus USB
• Interface souris et
clavier

25. 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

26. 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

27. Xybernaut – Mobile assistant (3/4)
Écran:
• VGA ou SVGA
couleur
• Résolution : de
640*480 à 800*600
• Poids: de 520g à
1020g
• Écran tactile

28. Xybernaut – Mobile assistant (4/4)
Head up:
• Reflet dans un miroir
• Couleur
•  Écran 15’’
• XyberCam™ video
camera

29. 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

30. Charmed Technologie charmIT Kit(2/2)
• Ecran de micoOptical
• Clavier Twiddler 2
• Prix : entre $1 995 et
$6 495

31. 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

32. 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

33. Le wearable computing
concrètement

34. Défis du wearable
Utilisation de l’énergie
Problèmes
• Facteur le plus limitant
• Une alimentation par périphérique
• Frustration de recharger le système pour
l’utilisateur

35. 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

36. Défis du wearable
Dissipation de la chaleur
Problèmes
• 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

37. Défis du wearable
Dissipation de la chaleur
Solutions
• 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

38. 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

39. Défis du wearable
Communications entre les composants
du wearable
• Standards pour la découverte de ressource
• Transmissions faible coût
• Connections électriques dans les vêtements

40. 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

41. 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

42. 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

43. Application militaire
• Réduire les risque
• Corriger les
déficiences du soldat
• Augmenter la
connaissance du
terrain
• Identification
amis/ennemis

45. Le casque
• Vision nocturne
• Évaluation des
distances
• Dispositif allier
• Positions ennemis
• Outils de navigation
• État physique

46. Le renseignement
• Carte
• Repérage GPS
• Envoi de
renseignements

47. Le Famas
• Conduite de tir
• Système de saisie
• Capture d'images
• Laser de
visée/verrouillage
• Laser d’identification

48. La combinaison
• UC
• Capteurs
• Diagnostic médical
• Climatisée
• NBC
• Furtive

49. 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.

50. Mobile Language Translation
System
Hardware
• ViA II PC
• Microphone à main
• Casque audio
• Écran tactile VIA
Software
• ViA Language
Translation software

51. Projet FAST (Factory Automation
Support Technology)

52. Projet FAST
• Factory Automation Support Technology
• Milieux industriel
• Aide à l’utilisateur
• Principe du « n’importe où »
• Personnel de supervision et maintenance

53. Projet FAST équipement
• Processeur Intel 486, 75 Mhz, 16 Mb RAM
• 500M disque dur
• Carte vidéo SVGA
• Son 16 Bit
• Réseau sans fil

54. 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

55. Travaux du MIT Media lab
Agents Hive
• Objet Java distribué et un thread
• Autonomes
• Auto-descriptifs
• Interactifs
• Mobiles

56. Travaux du MIT Media lab
Hive
• Shadows
• Cells
• Interface graphique
• Service de découverte d’agents

57. Travaux du MIT Media lab
Description de la plateforme
• JVM
• Wearable Lizzy de Thad Starner
• Réseau sans fil : Digital Roamabout
• Balises Locust

58. Travaux du MIT Media lab
Applications
• Agenda automatique
• Sélection d’un projecteur
• Context aware alarm filtering
• Where’s Brad ?

59. 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