RU2659592C2 - Mouse - personal computer pointing device - Google Patents
Mouse - personal computer pointing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659592C2 RU2659592C2 RU2017100878A RU2017100878A RU2659592C2 RU 2659592 C2 RU2659592 C2 RU 2659592C2 RU 2017100878 A RU2017100878 A RU 2017100878A RU 2017100878 A RU2017100878 A RU 2017100878A RU 2659592 C2 RU2659592 C2 RU 2659592C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mouse
- chipset
- user
- hand
- microcontroller
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 claims description 6
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 101100354849 Mus musculus Pc gene Proteins 0.000 abstract description 5
- 230000005057 finger movement Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 200
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 25
- 238000013461 design Methods 0.000 description 22
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 20
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000004932 little finger Anatomy 0.000 description 3
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000019771 cognition Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000005662 electromechanics Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки цифровых данных с помощью электрических устройств, в частности, к конструкциям цифровых компьютеров, а также к конструкциям указательных устройств, перемещаемых или устанавливаемых пользователем (2D - "мышам", трекболам, световым "перьям", прижимным роликам), и к конструкциям их аксессуаров, может быть использовано в производстве цифровых компьютеров и периферийных устройств для них.The invention relates to the field of digital data processing using electrical devices, in particular, to designs of digital computers, as well as to designs of pointing devices that can be moved or installed by the user (2D - “mice”, trackballs, light “feathers”, pressure rollers), and to the designs of their accessories, can be used in the production of digital computers and peripherals for them.
Известен микрокомпьютер Intel Compute Stick (первый аналог), содержащий в своей конструкции: компактный плоский корпус (104*38*12,5 мм), несущий на себе и вмещающий в себя все остальные конструктивные элементы; печатную (системную, материнскую) плату с электрическими и электронными конструктивными составляющими; систему на чипе (однокристальную систему) Intel Atom Z3735F (64 - битную и четырехъядерную) с частотой 0,5-1,83 ГГц, с принудительным охлаждением при помощи вентилятора, с электропитанием от порта microUSB (через отдельный блок питания) и со встроенным графическим контроллером Intel HD Graphics; оперативное (2 ГБ) и постоянное (32 ГБ, твердотельный накопитель на флэш -памяти) запоминающие устройства, причем постоянное запоминающее устройство расширяется картой памяти microSDXC; один порт USB 2.0 (для подключения периферии - клавиатуры, "мыши" и проч. т.п.), беспроводные интерфейсы Bluetooth 4.0 и Wi-Fi (по стандартам IEEE 802.11b/g/n), а также интерфейсы для беспроводного подключения дополнительных дисплеев и HDMI (для подключения основного монитора) с максимальным разрешением FullHD (1920 на 1080 точек), по которому же выводится и звук; тридцатидвухразрядную операционную систему Microsoft Windows 8.1. Микрокомпьютер позиционируется производителем в качестве базового офисного персонального компьютера, тонкого клиента, для работы с мультимедиа, для видеорекламы (http://www.ixbt.com/cpu/intel-соmрute-stick.shtml).The microcomputer Intel Compute Stick (the first analogue) is known, containing in its design: a compact flat case (104 * 38 * 12.5 mm), bearing on itself and containing all other structural elements; printed (system, motherboard) circuit board with electrical and electronic structural components; system on a chip (single-chip system) Intel Atom Z3735F (64-bit and quad-core) with a frequency of 0.5-1.83 GHz, with forced cooling by a fan, powered by a microUSB port (via a separate power supply) and with an integrated graphic Intel HD Graphics controller; online (2 GB) and read-only (32 GB, solid-state flash drive) storage devices, and the read-only memory device is expanded with a microSDXC memory card; one USB 2.0 port (for connecting peripherals - keyboards, “mice”, etc.), wireless Bluetooth 4.0 and Wi-Fi interfaces (according to IEEE 802.11b / g / n standards), as well as interfaces for wireless connection of additional displays and HDMI (for connecting the main monitor) with a maximum resolution of FullHD (1920 by 1080 pixels), which also outputs sound; thirty-two-bit operating system Microsoft Windows 8.1. The microcomputer is positioned by the manufacturer as the base office personal computer, thin client, for working with multimedia, for video advertising (http://www.ixbt.com/cpu/intel-computute-stick.shtml).
К недостаткам этого микрокомпьютера - аналога относятся: отсутствие встроенных (аппаратных и/или программных) клавиатуры, "мыши", сканера документов и проч. периферии, а наличие лишь интерфейсов USB, Wi-Fi, Bluetooth, HDMI, так как компактный плоский корпус микрокомпьютера выполнен неразборным и в нем нет возможностей для изменения аппаратной конфигурации, что требует от пользователя самостоятельной докупки и/или подключения соответствующего оборудования; выделение установленной в нем системой на чипе такого количества тепла, что требуется принудительное воздушное охлаждение микрокомпьютера, что неизбежно засоряет его пылью, а конструктивные особенности и/или специальные аппаратные средства для защиты и/или самоочистки от пыли и проч. загрязнений не предусмотрены; отсутствие встроенных аккумуляторов или системы беспроводного питания, что, несмотря на небольшие размеры данного микрокомпьютера, лишает его мобильности и превращает, фактически, в стационарное устройство.The disadvantages of this analogue microcomputer include: the lack of built-in (hardware and / or software) keyboards, a mouse, a document scanner, and so on. peripherals, and the presence of only USB, Wi-Fi, Bluetooth, HDMI interfaces, since the compact flat case of the microcomputer is non-separable and it does not have the ability to change the hardware configuration, which requires the user to independently purchase and / or connect the appropriate equipment; so much heat is emitted by the system installed on it on the chip that forced air cooling of the microcomputer is required, which inevitably clogs it with dust, and design features and / or special hardware for protecting and / or self-cleaning from dust and so on. pollution is not provided; the lack of built-in batteries or a wireless power system, which, despite the small size of this microcomputer, deprives it of mobility and turns it, in fact, into a stationary device.
Также известна оптическая "мышь" Mouse - Box (второй аналог), которая содержит: стандартный (то есть захватываемый и передвигаемый всей кистью руки пользователя) корпус с двумя кнопками и колесом прокрутки; печатную (системную, материнскую) плату, установленную внутри корпуса, со всеми электрическими и электронными конструктивными составляющими, включая и блок отслеживания перемещения "мыши"; четырехъядерный процессор ARM Cortex (с частотой 1,4 ГГц) и соответствующий чипсет с питанием от встроенного в "мышь" аккумулятора или беспроводным способом (от индукционного "коврика"), беспроводным же способом, вероятно, возможна и подзарядка аккумулятора, если он встроен; оперативное и постоянное (128 ГБ флэш - памяти) запоминающие устройства (последнее дополняется внешним "облачным" хранилищем); два порта USB 3.0, интерфейс Wi-Fi (стандартов IEEE 802.11b/g/n) и дополнительный интерфейс для беспроводной передачи изображения на монитор, а также порт microHDMI; акселерометр, гироскоп (вероятно, чтобы отдавать "мыши" жестовые команды). Разработчики рекомендуют использовать Mouse - Box, когда полноразмерный системный блок или ноутбук может быть неуместен, но доступ к личным данным и приложениям все еще необходим (http://www.ixbt.com/news/2015/01/22/?show=tape).Also known is the optical “mouse” Mouse - Box (the second analogue), which contains: a standard (that is, gripped and moved by the entire user's hand) body with two buttons and a scroll wheel; a printed (system, motherboard) board installed inside the case, with all the electrical and electronic components, including the mouse tracking unit; a quad-core ARM Cortex processor (with a frequency of 1.4 GHz) and the corresponding chipset powered by the battery built-in to the mouse or wirelessly (from the induction carpet); wireless charging of the battery is probably possible if it is built-in; operational and permanent (128 GB flash - memory) storage devices (the latter is supplemented by an external "cloud" storage); two USB 3.0 ports, a Wi-Fi interface (IEEE 802.11b / g / n standards) and an additional interface for wireless image transmission to the monitor, as well as a microHDMI port; accelerometer, gyroscope (probably to give "mouse" gesture commands). Developers recommend using Mouse - Box when a full-sized system unit or laptop may be inappropriate, but access to personal data and applications is still necessary (http://www.ixbt.com/news/2015/01/22/?show=tape )
К недостаткам этой "мыши" - компьютера - аналога относятся: придание корпусу, кнопкам и колесу прокрутки стандартных формы, размеров и близкого к обычному веса с воздействием на них всей кисти руки пользователя, что неизбежно загрязняет их, изнашивает их поверхностные покрытия и вызывает (при длительной работе) приличное утомление кисти руки; отсутствие конструктивных особенностей и/или специальных аппаратных средств для защиты и/или самоочистки от пыли и проч. загрязнений и предохранения от порчи поверхностных покрытий "мыши"; не имеется встроенных (аппаратно и/или программно реализованных) клавиатуры, сканера документов и остальной периферии (а имеются только интерфейсы USB, Wi-Fi и HDMI), из-за чего пользователю этой "мыши" придется приобретать все это дополнительно и подключать самостоятельно.The disadvantages of this “mouse” - computer - analogue include: giving the body, buttons and scroll wheel a standard shape, size and close to normal weight with the entire user's hand acting on them, which inevitably pollutes them, wears out their surface coatings and causes (when prolonged work) decent fatigue of the hand; lack of design features and / or special hardware for protection and / or self-cleaning from dust and so on. pollution and protection from damage to the surface coatings of the mouse; there is no built-in (hardware and / or software) keyboard, document scanner and other peripherals (and there are only USB, Wi-Fi and HDMI interfaces), because of which the user of this “mouse” will have to purchase all this additionally and connect on his own.
В качестве прототипа выбрано оптическое незагрязняемое бескнопочное указательное устройство "мышь", имеющее: малогабаритный корпус, бесконтактно располагающийся под кистью руки пользователя, накрывающей его сверху во время работы (что обеспечивает ему незагрязняемость), особой трехгранной призматической геометрической формы, со специальным пыле- и/или грязеотталкивающим поверхностным покрытием, с оптимально выбранным углом наклона боковых граней этого корпуса относительно горизонтали (что должно приводить к естественному соскальзыванию осаждающейся из воздуха пыли) и с установленными на/в нем интенсификаторами (ускорителями, улучшителями) процесса самоочистки (вибраторами, обдувателями, омывателями), роль которых могут выполнять, в том числе, и движители "мыши"; установленную внутри корпуса печатную плату с расположенными на ней внутренними электрическими и электронными компонентами конструкции "мыши", включая составляющие ее чипсета; пару эксцентриковых (дебалансных) движителей и механизм поворота, полностью располагающихся внутри корпуса и позволяющих "мыши" самостоятельно (и бесконтактно) перемещаться и поворачиваться вслед за движущейся ладонью пользователя; датчики наличия/отсутствия опорной поверхности под "мышью", обеспечивающие ей безопасность при всех ее передвижениях; переднюю, две боковые, возможно, и верхнюю видеокамеры, отслеживающие командные движения пальцев накрывающей "мышь" сверху кисти руки пользователя и смещение его ладони относительно "мыши", что и позволяет "мыши" бесконтактно перемещаться вслед за рукой пользователя по опорной поверхности; чипсет с микроконтроллером, как обеспечивающим общую работоспособность "мыши", в том числе ее "парковку", когда работа с ней завершена, и выполнение с помощью нее сканирования документов, так и объединяющем в одном чипе от трех до пяти оптических датчиков, которые могут входить в состав блока отслеживания перемещения "мыши" (светодиодного или лазерного), передней, двух боковых, возможно, и верхней видеокамер; проводной (PS/2, например, или USB), имеющий то же поверхностное покрытие, что и корпус "мыши", или же беспроводной (работающий, к примеру, в стандартном 2,4-ГГц-вом радиодиапазоне) интерфейс, через который (либо же от установленных внутри корпуса "мыши" аккумуляторов) осуществляется и электропитание составляющих "мышиной" конструкции (российский патент на изобретение 2601832 "Незагрязняемое бескнопочное указательное устройство "мышь"").As a prototype, an optical non-contaminated buttonless pointing device “mouse” was chosen, having: a small-sized case, contactlessly located under the user's hand, covering it from above during operation (which ensures it is non-contaminated), with a special trihedral prismatic geometric shape, with a special dust and / or a dirt-repellent surface coating, with an optimally selected angle of inclination of the side faces of this body relative to the horizontal (which should lead to natural slippage vaniyu precipitating dust from the air) and mounted on / in it intensifiers (boosters, enhancers) self-cleaning process (vibrators, wiper, washer), whose role can perform, including propulsion and "mouse"; a printed circuit board installed inside the case with internal electrical and electronic components of the mouse structure located on it, including its chipset components; a pair of eccentric (unbalanced) propulsors and a rotation mechanism, completely located inside the case and allowing the mouse to independently (and contactlessly) move and rotate after the user's moving palm; sensors of the presence / absence of the supporting surface under the "mouse", ensuring its safety during all its movements; front, two side, and possibly upper cameras, tracking the team movements of the fingers covering the "mouse" from above the user's hand and the shift of his palm relative to the "mouse", which allows the "mouse" to move non-contact following the user's hand on the supporting surface; a chipset with a microcontroller that ensures the overall performance of the mouse, including its parking when it is completed, and scanning documents with it, and combining from three to five optical sensors in one chip, which can be included the structure of the tracking block for moving the "mouse" (LED or laser), the front, two side, and possibly the upper cameras; wired (PS / 2, for example, or USB), having the same surface coating as the mouse body, or wireless (working, for example, in the standard 2.4-GHz radio frequency band) interface through which ( or from batteries installed inside the mouse housing, power is supplied to the components of the mouse design (Russian patent for invention 2601832 "Non-contaminated buttonless pointing device" mouse ").
К недостаткам этой "мыши" - прототипа относятся: отсутствие встроенного персонального компьютера, способного обеспечивать работоспособность хотя бы офисных, сетевых и небольших и несложных игровых программ, то есть отсутствие центрального процессора с набором микросхем системной логики (чипсетом) или объединяющей их системы на чипе, оперативного и постоянных запоминающих устройств, графической и звуковой подсистем, интерфейсов для установки устройств расширения функциональности, возможно, сетевых интерфейсов, портов ввода - вывода данных и т.д.; выполнение электропитания чипсета "мыши" только лишь от встроенных аккумуляторов или через проводной интерфейс (через который одновременно может осуществляться и подзарядка аккумуляторов), а запитка "мыши" беспроводным способом (от индукционного "коврика", к примеру) или подзарядка таким же образом ее аккумуляторов не предусматриваются конструкцией "мыши"; отсутствие в чипсете или микроконтроллере "мыши" аппаратно и/или программно реализованной нейронной сети, используемой для распознавания образов и заранее обученной узнавать нужные (командные) движения пальцев, кисти или всей руки пользователя или обнаруживать в окружающем пространстве опознавательные сигналы и/или изображения " парковочных" хранилища или ниши, чтобы воспринимать жестовые команды пользователя или выполнять "парковку" "мыши", когда сеанс работы с ней окончен; отсутствие у "мыши" встроенных датчиков давления, температуры, дыма и влаги, а также соответствующего встроенного в ее чипсет или микроконтроллер программного обеспечения, чтобы выполнять резервное копирование пользовательских данных на удаленное хранилище информации в случае взрыва, пожара, наводнения и проч. катастрофических ситуаций, в которых может повредиться как сама "мышь", так и находящиеся в ней важные данные.The disadvantages of this “mouse” prototype include: the lack of a built-in personal computer capable of ensuring the operation of at least office, network, and small and uncomplicated game programs, that is, the absence of a central processor with a set of system logic chips (chipset) or a system integrating them on a chip, operational and permanent storage devices, graphic and sound subsystems, interfaces for installing devices for expanding functionality, possibly network interfaces, input / output ports yes GOVERNMENTAL etc .; power supply of the “mouse” chipset only from built-in batteries or via a wired interface (through which batteries can be recharged at the same time), and powering the “mouse” wirelessly (from an induction “rug”, for example) or recharging its batteries in the same way not provided by mouse design; the absence of a “mouse” in the chipset or microcontroller of a hardware and / or software-implemented neural network used for pattern recognition and pre-trained to recognize the necessary (command) movements of the fingers, hands or the whole hand of the user or to detect identification signals and / or images of “parking” in the surrounding space "storages or niches, in order to perceive the user's gestural commands or to perform the" parking "of the" mouse "when the session with it is over; the mouse has no built-in sensors for pressure, temperature, smoke and moisture, as well as the corresponding software built into its chipset or microcontroller to back up user data to a remote storage of information in the event of an explosion, fire, flood, etc. catastrophic situations in which both the "mouse" itself and the important data contained in it can be damaged.
Задачей предполагаемого изобретения является: замена размещаемой внутри корпуса "мыши" печатной платы с расположенными на ней электрическими и электронными компонентами конструкции, включая составляющие "мышиного" чипсета, на системную (материнскую) плату с дополнительно установленным на ней полнофункциональным одноплатным персональным компьютером, включающим в себя центральный процессор, оперативную память, накопители информации, видео- и аудиоподсистемы, интерфейсы устройств расширения, возможно, сетевые интерфейсы, интерфейсы ввода - вывода, а также набор микросхем системной логики или же систему на чипе с подключенным к ним (или интегрированным в них) чипсетом самой "мыши"; включение в конструкцию "мыши" устройства, которое обеспечивало бы ей электропитание не только проводным, но и беспроводным способом, а также позволяло бы производить беспроводную подзарядку ее собственных аккумуляторов; добавление в аппаратную составляющую и/или встроенное программное обеспечение чипсета или микроконтроллера "мыши" аппаратно и/или программно реализованной нейронной сети, способной как распознавать наличие или отсутствие и смещение находящейся над "мышью" ладони пользователя и его командные движения пальцами, так и находить опознавательные сигналы и/или изображения "парковочных" хранилища или ниши, чтобы потом выполнять "парковку" "мыши", когда сеанс работы с ней окончен; установка на/в корпусе "мыши" датчиков давления, температуры, дыма и влаги и встраивание в ее чипсет соответствующего программного обеспечения, которые могли бы автоматически сохранять важные пользовательские данные путем их резервного копирования на удаленное хранилище информации в случае каких-либо катастрофических ситуаций, в которых случайно может оказаться "мышь".The objective of the proposed invention is: replacing the printed circuit board placed inside the mouse housing with the electrical and electronic components located on it, including the components of the mouse chipset, with a system (motherboard) with an additional fully-functional single-board personal computer installed on it, including central processor, RAM, information storage devices, video and audio subsystems, interfaces of expansion devices, possibly network interfaces, vv interfaces an ode - output, as well as a chipset of system logic or a system on a chip with the chipset of the mouse itself connected to them (or integrated into them); the inclusion in the design of the "mouse" of a device that would provide it with power not only by wire, but also wirelessly, and also would allow wireless recharging of its own batteries; adding a hardware and / or software implemented neural network to the hardware component and / or firmware of the chipset or microcontroller of the mouse, capable of both recognizing the presence or absence and displacement of the user's palm above the mouse and its command movements with fingers, as well as identifying signals and / or images of the “parking” storage or niche in order to then perform the “parking” of the “mouse” when the session with it is over; installation of pressure, temperature, smoke and moisture sensors on / in the mouse housing and embedding in its chipset the appropriate software that could automatically save important user data by backing it up to a remote information storage in case of any catastrophic situations, in which might happen to be a "mouse."
Поставленная задача решается благодаря тому, что в оптическом незагрязняемом бескнопочном указательном устройстве "мышь", содержащем: малогабаритный корпус, бесконтактно располагающийся под кистью руки пользователя, накрывающей его сверху во время работы, трех- или же пятигранной призматической геометрической формы, с пыле- и/или грязеотталкивающим поверхностным покрытием, с оптимально выбранным углом наклона боковых граней относительно горизонтали и с размещенными на/в нем интенсификаторами самоочистки, которыми могут являться, в том числе, и движители "мыши"; печатную плату с расположенными на ней внутренними электрическими и электронными компонентами, включая и составляющие чипсета "мыши"; пару движителей и механизм поворота, позволяющих "мыши" самостоятельно и бесконтактно перемещаться и поворачиваться вслед за движущейся ладонью пользователя; датчики наличия/отсутствия опорной поверхности под "мышью", обеспечивающие ей безопасность при всех ее передвижениях; переднюю, две боковые, возможно, и верхнюю видеокамеры, отслеживающие командные движения пальцев кисти руки пользователя и смещение его ладони относительно "мыши", что и позволяет ей бесконтактно перемещаться вслед за рукой пользователя; чипсет с микроконтроллером, как обеспечивающим общую работоспособность "мыши", в том числе ее "парковку" и выполнение сканирования с помощью нее документов, так и объединяющем в одном чипе три - пять оптических датчиков, могущих входить в состав блока отслеживания перемещения "мыши" и передней, двух боковых, возможно, и верхней видеокамер; проводной или беспроводной интерфейс для подключения к компьютеру, через который может осуществляться и электропитание составляющих конструкции "мыши", предусмотрены: вместо размещаемой внутри "мыши" печатной платы с расположенными на ней электрическими и электронными компонентами ее конструкции, включая составляющие "мышиного" чипсета, - системная (материнская) плата с дополнительно установленным на ней полнофункциональным одноплатным компьютером персонального применения, который включает центральный процессор, оперативную память, накопители информации, видео- и аудиоподсистемы, интерфейсы устройств расширения функциональности, возможно, сетевые интерфейсы, интерфейсы ввода-вывода и, конечно же, микросхемы системной логики либо объединяющую эти микросхемы и центральный процессор систему на чипе с подключенным к ним (или вмонтированным в них) чипсетом самой "мыши"; в дополнение к установленным в "мыши" конструктивным элементам, обеспечивающим ее питание проводным способом, - включение в ее состав устройства, позволяющего производить запитку "мыши" или подзарядку ее аккумуляторов также и беспроводным способом; такие изменения в конструкции аппаратной составляющей и/или в устройстве встроенного программного обеспечения чипсета или микроконтроллера "мыши", чтобы они были способны обеспечить функционирование аппаратной и/или программной нейронной сети, обученной распознавать наличие или отсутствие и величину смещения находящейся над "мышью" во время работы ладони пользователя и его командные движения пальцами, а также находить в окружающем пространстве опознавательные сигналы и/или изображения "парковочных" хранилища или ниши, чтобы потом выполнить "парковку" "мыши", когда работа с ней окончена; дополнительная установка на/в корпусе "мыши" датчиков давления, температуры, дыма и влаги и встраивание в ее чипсет и проч. соответствующего программного обеспечения, способных выполнять автоматическое сохранение важных данных пользователя путем их резервного копирования в случае катастрофических ситуаций, в которых случайно может оказаться "мышь". В чипсетах хабовой архитектуры управление периферийными устройствами всегда осуществляет микросхема "южного моста", поэтому чипсет или микроконтроллер "мыши" по интерфейсу PS/2 может подключаться к микросхеме SuperI/O (SIO) или BusI/O Controller, которая, в свою очередь, с помощью шины, к примеру, Low Pin Count (LPC) может подключаться к микросхеме "южного моста" набора микросхем системной логики, установленного на системной плате "мыши" - персонального компьютера (ПК), или по интерфейсу USB может подключаться к "южному мосту", так как контроллеры шины USB обычно встраиваются в "южные мосты" современных чипсетов, или же чипсет или микроконтроллер "мыши" может быть напрямую встроен в "южный мост" либо же вообще в некую единую микросхему, объединяющую весь набор микросхем системной логики системной платы, - System Controller Hub (SCH), иногда включающую в себя даже и центральный, процессор - систему на чипе. При таком подключении электропитание "мышиного" чипсета или микроконтроллера осуществляется или через интерфейсы PS/2 или USB, или же непосредственно от "южного моста", или от микросхемы, в состав которой он входит, а запитка приводов движителей и механизма поворота "мыши" - ПК может выполняться (из-за их сравнительно большой мощности), в том числе, и напрямую от встроенного в "мышь" источника электроэнергии (проводного интерфейса для подключения периферии, устройства беспроводного питания или же от установленных в "мыши" аккумуляторов). Устройством, позволяющим снабжать "мышь" энергией и периодически подзаряжать ее аккумуляторы беспроводным способом, может служить система электропитания, основанная на явлении электромагнитной индукции и состоящая из внешнего передатчика (индукционного "коврика") и встроенного в "мышь" приемника индуктивного питания. Индукционный "коврик" (планшет) подключается к источнику электроэнергии (например, электрической сети), а встроенные в него передающая индукционная катушка (с переменным током), контроллер питания (управляющий подачей питания в цепь передающей катушки) и проч. создают переменное магнитное поле, окружающее находящуюся на "коврике" "мышь". В установленной в "мыши" приемной катушке возникают индуцированные токи, которые, соответственно, и питают электромеханику и электронику "мыши", а также подзаряжают, если нужно, ее аккумуляторы. Нейронные сети, как известно, не программируются, а "обучаются" тому, как правильно реализовывать конкретную задачу, и оказались весьма полезными при решении задач распознавания образов. Для распознавания находящейся над "мышью" ладони пользователя, его командных движений пальцами и опознавательных сигналов и/или изображений, помогающих выполнять "парковку", в чипсет или микроконтроллер "мыши" может быть встроен либо мощный (многоядерный) процессор классической архитектуры (и, соответственно, с обычным программным обеспечением, моделирующим поведение нейронной сети), либо специально разработанный нейроморфный процессор, в котором реализованы электронные аналоги живых нейронов (обрабатывающие элементы нейронной сети), соединенные друг с другом в сеть с определенным алгоритмом работы. Хотя эти узлы (нейроны) обладают очень ограниченными вычислительными возможностями, вся сеть в целом, объединяя большое количество таких элементов, оказывается способной выполнять довольно сложные задачи, для решения которых, зачастую, просто нет возможности написать подходящую программу, или же нейронная сеть способна решать их лучше. Использование для распознавания образов процессора классической архитектуры будет, вероятно, не самым лучшим решением, так как эти процессоры громоздки, потребляют много энергии и, в целом, менее эффективны по сравнению с высокопроизводительными, значительно более энергоэкономичными специализированными нейроморфными схемами, выполняющими обработку параллельно и способными также накапливать "опыт" и перепрограммировать себя для "обучения" новым возможностям. Взрыв в замкнутом пространстве сопровождается, как известно, повышением давления, температуры и проч., поэтому в качестве индикаторов взрыва можно применить датчики давления и температуры, установив их на/в корпусе "мыши". Воздействие высокого давления вызывает изменение, например, сопротивления тензорезисторов в датчике давления, а высокой температуры - изменение, к примеру, сопротивления терморезисторов в датчике температуры, сигналы о чем и передаются сначала контроллерам этих датчиков, а потом и чипсету "мыши" - ПК, например "южному мосту", по соответствующему интерфейсу. Таким образом программное обеспечение "мыши" - ПК может отслеживать данный вид угрозы как для самой "мыши", так и для находящихся в ней пользовательских данных и автоматически выполнять сохранение этих данных (путем их копирования) на удаленном хранилище информации. Другим видом угрозы для пользовательских данных может являться пожар, при котором, как правило, выделяется значительное количество дыма. Оптико-электронный дымовой датчик, основанный на эффекте преломления дымом светового потока, исходящего из источника света в направлении светоприемника, может устанавливаться на/в корпусе "мыши" - ПК и подключаться к ее чипсету для передачи соответствующего сигнала о задымленности помещения. Поскольку наличие одного только дыма в воздухе не говорит еще о наличии пожара, то и работать дымовой датчик должен обязательно совместно с датчиком температуры. Принцип работы датчика влаги (если точно, утечки воды) основывается на том, что при попадании воды на его контакты электрическое сопротивление между ними падает, и на контроллер датчика поступает сигнал о попадании датчика в водную среду. Присутствие в конструкции "мыши" подобного датчика позволяет спасать пользовательские данные в случае затопления помещения, в котором эксплуатируется "мышь", своевременно сохраняя их на удаленном (и, разумеется, хорошо защищенном) хранилище информации.The problem is solved due to the fact that in the optical non-contaminated buttonless pointing device "mouse", containing: a small-sized case, contactlessly located under the wrist of the user’s hand, covering it from above during operation, with a tri- or pentahedral prismatic geometric shape, with dust- and / or a dirt-repellent surface coating, with an optimally selected angle of inclination of the side faces relative to the horizontal and with self-cleaning intensifiers placed on / in it, which can be, in m including propellers and "mouse"; a printed circuit board with internal electrical and electronic components located on it, including the components of the mouse chipset; a pair of movers and a rotation mechanism that allows the "mouse" to independently and contactlessly move and rotate after the user's moving palm; sensors of the presence / absence of the supporting surface under the "mouse", ensuring its safety during all its movements; front, two side, and possibly upper cameras, tracking the command movements of the fingers of the user's hand and the shift of his palm relative to the "mouse", which allows it to move non-contact following the user's hand; a chipset with a microcontroller that ensures the overall performance of the mouse, including its parking and scanning documents with it, and combines three to five optical sensors in one chip that can be part of the mouse tracking unit and front, two side, and possibly upper cameras; a wired or wireless interface for connecting to a computer through which power can be supplied to the components of the mouse structure: instead of the printed circuit board located inside the mouse with the electrical and electronic components of its structure located on it, including components of the mouse chipset, a system (motherboard) board with an additionally installed full-featured single-board computer for personal use, which includes a central processor, random access memory, information storage devices, video and audio subsystems, interfaces of functionality expansion devices, possibly network interfaces, input-output interfaces, and, of course, system logic chips or a system on a chip that combines these chips and a central processor with or connected to them (or mounted in them) the chipset of the mouse itself; in addition to the structural elements installed in the "mouse" that provide it with a power supply in a wire-based manner - the inclusion in it of a device that allows washing the "mouse" or recharging its batteries also wirelessly; such changes in the design of the hardware component and / or in the firmware of the chipset or the microcontroller of the mouse, so that they are able to ensure the functioning of the hardware and / or software neural network trained to recognize the presence or absence and amount of displacement located above the mouse during the user's palm and his team movements with his fingers, as well as find identification signals and / or images of the “parking” storage or niche in the surrounding space, so that later you olnit "parking" "click" when the work is finished with it; additional installation on / in the "mouse" body of pressure, temperature, smoke and moisture sensors and integration into its chipset, etc. appropriate software capable of automatically saving important user data by backing it up in the event of catastrophic situations in which the mouse may accidentally end up. In the hub architecture chipsets, the peripheral devices are always controlled by the south bridge chip, therefore the chipset or the mouse microcontroller via the PS / 2 interface can be connected to the SuperI / O (SIO) chip or BusI / O Controller, which, in turn, using a bus, for example, a Low Pin Count (LPC) can be connected to the south bridge microcircuit of the system logic chipset installed on the mouse motherboard - a personal computer (PC), or can be connected to the south bridge via the USB interface since USB bus controllers are usually built-in are placed in the "south bridges" of modern chipsets, or the chipset or the microcontroller of the mouse can be directly integrated into the "south bridge" or even into some kind of a single chip that combines the entire chipset of the system logic of the system board - System Controller Hub (SCH) , sometimes even including a central processor - a system on a chip. With this connection, the power of the “mouse” chipset or microcontroller is either via the PS / 2 or USB interfaces, or directly from the “south bridge”, or from the microcircuit of which it is included, and the drive drives of the movers and the rotation mechanism of the “mouse” - A PC can be run (due to their relatively high power), including directly from the power source built into the mouse (a wired interface for connecting peripherals, a wireless power device, or from batteries installed in the mouse). A device that allows you to supply the mouse with energy and periodically recharge its batteries wirelessly can be a power supply system based on the phenomenon of electromagnetic induction and consisting of an external transmitter (induction "carpet") and an inductive power receiver integrated into the mouse. An induction "mat" (tablet) is connected to a source of electricity (for example, an electric network), and a transmitter induction coil (with alternating current) built into it, a power controller (which controls the supply of power to the transmitter coil circuit), etc. create an alternating magnetic field surrounding the mouse located on the "mat". Induced currents appear in the receiving coil installed in the mouse, which, accordingly, feed the electromechanics and electronics of the mouse, as well as recharge its batteries, if necessary. Neural networks, as you know, are not programmed, but are "trained" on how to correctly implement a specific task, and have proven to be very useful in solving pattern recognition problems. To recognize the user's palm located above the “mouse”, his command finger movements and identification signals and / or images that help to perform “parking”, either a powerful (multi-core) processor of classical architecture (and, accordingly, can be integrated into the chipset or microcontroller of the “mouse”) , with the usual software simulating the behavior of a neural network), or a specially developed neuromorphic processor that implements electronic analogues of live neurons (processing elements of a neural network), Connections to each other in a network with a certain algorithm. Although these nodes (neurons) have very limited computational capabilities, the entire network as a whole, combining a large number of such elements, is able to perform rather complex tasks, for the solution of which, it is often simply not possible to write a suitable program, or the neural network is able to solve them better. Using a classic architecture processor for pattern recognition will probably not be the best solution, since these processors are bulky, consume a lot of energy and, in general, less efficient than high-performance, much more energy-efficient specialized neuromorphic circuits that perform processing in parallel and are also capable of accumulate "experience" and reprogram yourself to "learn" new opportunities. An explosion in a confined space is accompanied, as is known, by an increase in pressure, temperature, etc., therefore, pressure and temperature sensors can be used as indicators of an explosion by installing them on / in the "mouse" body. Exposure to high pressure causes a change, for example, resistance of strain gauges in a pressure sensor, and high temperature - a change, for example, resistance of thermistors in a temperature sensor, signals about which are transmitted first to the controllers of these sensors, and then to the chipset of the “mouse” - PC, for example "south bridge", on the appropriate interface. Thus, the “mouse” - PC software can monitor this type of threat both for the “mouse” itself and for the user data contained in it and automatically save this data (by copying it) to a remote storage of information. Another type of threat to user data may be a fire in which, as a rule, a significant amount of smoke is released. An optoelectronic smoke sensor based on the effect of smoke refracting a light stream emanating from a light source in the direction of the light receiver can be installed on / in the “mouse” housing - a PC and connected to its chipset to transmit the corresponding smoke smoke signal. Since the presence of only smoke in the air does not mean a fire, the smoke detector must work together with the temperature sensor. The principle of operation of the moisture sensor (to be precise, water leakage) is based on the fact that when water enters its contacts, the electrical resistance between them falls, and a signal is received on the sensor controller about the sensor entering the water environment. The presence of such a sensor in the mouse design allows saving user data in case of flooding of the room in which the mouse is operated, saving them in a timely (and, of course, well-protected) information store.
Техническая сущность и принцип действия предложенного указательного устройства "мышь" - персонального компьютера поясняются чертежом, на котором оно изображено на опорной поверхности (вид слева) с находящейся над ним кистью руки человека - пользователя, то есть в своем обычном, рабочем положении.The technical essence and principle of operation of the proposed pointing device "mouse" - a personal computer are illustrated by a drawing on which it is depicted on a supporting surface (left view) with the hand of a human user located above it, that is, in its normal, working position.
Предложенное указательное устройство "мышь" - ПК (персональный компьютер) состоит из корпуса 1, закрепленной внутри него системной (материнской) платы, на которой, кроме чипсета "мыши" и проч. электрических и электронных составляющих ее конструкции, еще дополнительно устанавливается полнофункциональный одноплатный персональный компьютер, пары движителей с их приводами и механизма поворота, датчиков наличия/отсутствия опорной поверхности 2 под "мышью", передней (основной) видеокамеры 3, двух боковых (дополнительных) видеокамер 4, верхней видеокамеры 5 и проводного или беспроводного интерфейса 6. Малогабаритный корпус 1 "мыши", как и у устройства прототипа, может иметь форму трех- или же пятигранной призмы (сечения - равнобедренный треугольник или "домик"), на нижней стороне которой должен находиться блок отслеживания перемещения "мыши" (светодиодный или лазерный). Для обеспечения самоочистки от оседающей из воздуха пыли корпус 1 должен иметь поверхностное покрытие, которое аналогично, например, покрытию полимерных очковых линз (то есть пыле- и/или грязеотталкивающее), получаемое, к примеру, методом вакуумного напыления, а оптимально выбранный угол наклона боковых граней корпуса 1 относительно горизонтали должен обеспечивать легкое соскальзывание осаждающейся пыли под воздействием силы тяжести. Интенсификаторами процесса самоочистки корпуса 1 (вибраторами, к примеру) могут служить движители "мыши" (вращающиеся эксцентрики) и их приводы, создающие при своей работе вполне достаточную вибрацию, или же иные средства, описанные в российском патенте на изобретение 2555208 "Незагрязняемое указательное устройство "мышь"". Системная плата, размещаемая внутри корпуса 1 "мыши", полностью аналогична по функциональности системной плате одноплатного персонального компьютера универсального назначения и может содержать центральный процессор (в том числе многоядерный), набор микросхем системной логики, оперативную память, накопители информации (твердотельный накопитель, карты памяти, например microSD, USB - накопители и т.п.), видео- и аудиоподсистемы (графический и звуковой контроллеры), интерфейсы устройств расширения функциональности (если позволяет конструкция корпуса 1 и системной платы), сетевые интерфейсы и интерфейсы ввода-вывода данных (USB, Wi-Fi, Wi-Gig, Bluetooth, HDMI и т.п.) и проч. Несколько микросхем системной логики, для компактности и удешевления их конструкции, могут быть объединены в одну микросхему - System Controller Hub (SCH), или же могут вместе с центральным процессором объединяться в единую микросхему - систему на чипе (однокристальную систему), в том числе многоядерную, занимающую на системной плате достаточно мало места. Например, в "умных" наручных часах TAG Heuer Connected применяется системная плата с микрокомпьютером, на которой установлен, кроме чипсета, двухъядерный процессор Intel для ультрамобильных устройств (с частотой 0,5-1,6 ГГц), а также имеются: оперативная память - 1 ГБ; постоянное запоминающее устройство - 4 ГБ (флэш - типа); встроенные интерфейсы - USB, Wi-Fi, Bluetooth; дисплей - круглый, сенсорный; встроенные датчики - акселерометр и гироскоп; операционная система - Android Wear. При дальнейшем уменьшении размеров аналогичных микрокомпьютеров и снижении их энергопотребления (например, в результате перехода на более тонкие технологические процессы производства кристаллов), а также повышении производительности (к примеру, за счет многоядерности и внутренней оптимизации) станет вполне возможным использование их в качестве встроенного персонального компьютера предложенной "мыши". Чипсет или микроконтроллер "мыши" либо может представлять собой отдельную структуру, размещаемую на системной плате, входящую в набор микросхем системной логики "мыши" - ПК и подключаемую к "южному мосту" набора, либо может быть полностью интегрирован в "южный мост" этого набора или же в микросхему, в состав которой данный "мост" входит. Чипсет или микроконтроллер "мыши", состоящий из аппаратной составляющей и встроенного программного обеспечения, получая данные от блока отслеживания перемещения "мыши", датчиков наличия/отсутствия опорной поверхности 2 под "мышью" и видеокамер 3, 4 и 5 и обрабатывая их, производит соответствующие управляющие воздействия и передает их, кроме движителей и механизма поворота, через, например, интерфейсы PS/2, USB или иным способом "южному мосту" набора микросхем системной логики и проч. т.п., к которым подключен или в которые интегрирован, и через эти же интерфейсы, напрямую от "южного моста" и т.п. и/или от другого источника энергии (проводного интерфейса 6 для подключения периферии, беспроводного (индуктивного) модуля питания или встроенных аккумуляторов) получает электропитание для своего функционирования и, возможно, запитки остальных (зависимых от него) компонентов конструкции "мыши". Если в конструкции применяется проводной интерфейс 6 для подключения периферии, например монитора, то входящий в его состав кабель должен иметь, очевидно, то же поверхностное покрытие, что и корпус 1 "мыши" (то есть пыле- и/или грязеотталкивающее). Входящий в состав чипсета "мыши" микроконтроллер, кроме собственно управляющего контроллера, может объединять в одном чипе не менее трех (точнее, от трех до пяти) оптических датчиков, которые занимаются отслеживанием изменения вида как опорной поверхности, накрывающей "мышь" сверху ладони пользователя и находящихся перед "мышью" человеческих пальцев, так и, возможно, пальцев человеческой руки, располагающихся по бокам от "мыши" (входя в состав блока отслеживания перемещения, видеокамер 5, 3 и 4), и может представлять собой, например, кубическую конструкцию с оптическими датчиками на всех сторонах, кроме задней. Для работы видеокамер (блока отслеживания перемещения, 3, 4 и 5), в состав которых могут входить оптические датчики микроконтроллера "мыши", необходимы также еще линзы, световоды, возможно, светодиоды или лазеры и проч., которые могут быть установлены на сам чип (или же, наоборот, сам чип может устанавливаться в них) и/или на системную плату и/или на поверхность "мышиного" корпуса 1. Такое объединение в одном чипе контроллера и нескольких оптических датчиков позволяет сократить пространство, занимаемое чипсетом в и так небольшом по объему корпусе 1 "мыши", упростить ее конструкцию, снизить вес и стоимость. Передняя (основная) видеокамера 3 или может быть отдельной видеокамерой, устанавливаемой на переднем торце корпуса 1 "мыши" и подключаемой к ее чипсету или микроконтроллеру, или может быть основана на обращенном вперед оптическом датчике "мышиного" микроконтроллера и занимается отслеживанием командных (то есть горизонтальных и вертикальных) движений пальцев кисти руки пользователя. Если пользователь одновременно указательным и средним пальцами делает движение, при котором концы этих пальцев сначала скользят по опорной поверхности по направлению к "мыши", а потом переносятся по воздуху от "мыши" на прежнее место ("гребля пальцами к себе"), или же наоборот ("гребля пальцами от себя"), то передняя видеокамера 3 интерпретирует эти движения как команды "воздействие на колесо, сенсор и т.п. прокрутки" для прокручивания (открытого электронного документа, к примеру) соответственно в одну или же, наоборот, в другую сторону. Отрыв от опорной поверхности и возвращение обратно на нее указательного или среднего пальцев ("нажатие пальцем") передняя видеокамера 3 интерпретирует как команды "нажатие на левую кнопку" или "нажатие на правую кнопку" "мыши" соответственно, сигнал о чем затем и передается ее чипсету или микроконтроллеру. Боковые (дополнительные) видеокамеры 4 или могут быть двумя отдельными видеокамерами, установленными, возможно (по решению производителя), на боковых сторонах корпуса 1 "мыши" и подключенными к ее чипсету или микроконтроллеру, или могут быть основаны на обращенных влево и вправо оптических датчиках микроконтроллера "мыши" и занимаются отслеживанием командных движений большого и безымянного пальцев (а также мизинца) той же руки пользователя. Параметры этих командных движений должны задаваться, очевидно, производителем "мыши" и/или ее программного обеспечения, а сами движения (точнее, реакции на них) позволяют увеличить количество встроенных в "мышь" функций. Можно связать определенное движение, например, большого пальца и/или безымянного пальца (и мизинца) человеческой руки с выполнением какого-нибудь заранее запрограммированного макроса (макрокоманды - сложной команды, состоящей из некоторого количества простых команд), запуском какой-либо установленной в операционной системе "мыши" - ПК программы, изменением разрешения оптического датчика блока отслеживания перемещения "мыши" и т.п. Передняя и две боковые видеокамеры 3 и 4, при наличии в них оптических датчиков достаточно высокого разрешения, качественной оптики и необходимого программного обеспечения, могли бы также в нужные моменты времени функционировать и в качестве встроенной в "мышь" - ПК виртуальной (программно реализуемой) клавиатуры, интерпретируя некие движения пальцев, кисти или всей руки пользователя в качестве команд запуска/завершения работы клавиатуры и выбора на ней нужных "кнопок" (точнее, соответствующих им цифр, букв и всего проч.) и обеспечивая (при посредстве чипсета или микроконтроллера, естественно) ввод этих данных в "мышь" - ПК. А поскольку "мышь" - ПК имеет встроенные движители и механизм поворота, то и ее блок отслеживания перемещения, основанный на обращенном вниз оптическом датчике "мышиного" микроконтроллера и при наличии достаточно высокого разрешения этого датчика, качественной оптики и требуемого программного обеспечения, способен также работать (под управлением чипсета или микроконтроллера и набора микросхем системной логики "мыши" - ПК и при соответствующем использовании движителей и механизма поворота) и в качестве сканера документов, производя автоматический ввод печатных текстов и/или изображений во встроенный в "мышь" компьютер. Верхняя видеокамера 5 размещается вверху корпуса 1 "мыши" и, либо являясь отдельной видеокамерой, подключенной к ее чипсету или микроконтроллеру, либо основываясь на обращенном вверх оптическом датчике "мышиного" микроконтроллера, отслеживает перемещение ладони пользователя, располагающейся над "мышью" во время работы. Реагируя на смещение изображения, образуемого складками кожи и проч. на обращенной к "мыши" стороне ладони пользователя, верхняя видеокамера 5 (при посредстве чипсета или микроконтроллера и с помощью движителей и механизма поворота) заставляет "мышь" передвигаться вместе с (а точнее, под) пользовательской кистью руки без прямого контакта с ней, постоянно поддерживая вокруг "мыши" пустое воздушное пространство, и так обеспечивая ей незагрязняемость, а также, в конечном итоге, и передвижение по экрану монитора "мышиного" курсора. Чтобы чипсет или микроконтроллер "мыши" мог обнаружить с помощью видеокамер 3 и 4 в окружающем пространстве "парковочные" хранилище или нишу, а потом без участия пользователя переместить "мышь" в них, следует, очевидно, пометить их какими-нибудь опознавательными сигналами и/или изображениями. Это можно сделать при помощи, например, светодиодов или подсвечиваемых ими изображений, хорошо различимых как при ярком дневном свете, так и в условиях затемненности. Программному обеспечению чипсета или микроконтроллера "мыши" нужно будет только обнаружить эти самые опознавательные сигналы и/или изображения (когда рука пользователя уже была убрана с "мыши"), повращав, если требуется, корпус 1 вместе с видеокамерами 3 и 4 влево и вправо, а потом, выждав некоторое время, перемещать "мышь" в их направлении, пока они просто не выйдут из поля зрения видеокамеры 3, то есть пока корпус 1 попросту не упрется в них. Перемещение "мыши" в "парковочные" хранилище (специальную коробку и т.п.) или нишу (в подставке монитора, например) требуется не только для того, чтобы высвободить пространство на рабочем столе и перекрыть к "мыши" - ПК доступ посторонних, но и для того, чтобы, к примеру, произвести подзарядку "мышиных" аккумуляторов, если в хранилище или нишу встроена функция проводной или беспроводной (индуктивной) зарядки. Вывод "мыши" обратно на рабочий участок опорной поверхности можно было бы осуществить, если передвинуть ее задним ходом в том же направлении и приблизительно на то же расстояние, которое должно быть сохранено в запоминающем устройстве чипсета или микроконтроллера "мыши". Для того чтобы с помощью видеокамер 5, 3 и 4 чипсет или микроконтроллер "мыши" могли эффективно отслеживать наличие или отсутствие и смещение находящейся над "мышью" во время работы ладони пользователя, командные движения его пальцев и находить в окружающем пространстве требующиеся "мыши" опознавательные сигналы и/или изображения "парковочных" хранилища или ниши, чтобы затем выполнить "парковку", когда текущий сеанс работы с "мышью" окончен, аппаратная составляющая и/или встроенное программное обеспечение чипсета или микроконтроллера "мыши" должны содержать в своем составе аппаратно (в виде нейроморфной схемы) и/или программно реализованную нейронную сеть. Программное обеспечение, моделирующее работу нейронной сети на процессоре с классической архитектурой или функционирующее на специализированной нейроморфной микросхеме, способно имитировать некоторые когнитивные процессы человеческого мозга, в том числе распознавание образов. Нейронные сети представляют собой устройства параллельных вычислений, состоящие из множества взаимодействующих друг с другом простых процессоров (узлов). Каждый процессор имеет дело только с сигналами, которые он периодически получает, и сигналами, которые он периодически посылает другим процессорам, и, будучи соединенными в достаточно большую сеть с управляемым взаимодействием, такие простые процессоры способны вместе выполнять довольно сложные задачи. Хотя решение на основе нейронной сети может выглядеть и вести себя как обычное программное обеспечение, реализации на основе нейронных сетей "обучаются", а не программируются, то есть сеть "учится" выполнять свою задачу, а не программируется непосредственно. "Обучение" сети заключается в изменении значений весовых коэффициентов связей между обрабатывающими элементами, что и нужно будет настроить производителю "мыши" и/или ее программного обеспечения. Решение на основе нейронной сети будет являться более гибким, поскольку соответствующая аппаратно программная система сможет в дальнейшем, если будет позволять ее конструкция, повышать точность распознавания образов с накоплением "опыта" и адаптироваться к возможным изменениям. Нейроморфный процессор должен отличаться малыми размерами, достаточно низкой потребляемой мощностью и при всем этом обеспечивать приемлемую производительность, а также взаимодействие одновременно с несколькими встроенными в него, возможно, оптическими датчиками или видеокамерами, которые могут быть к нему подключены. Движители, их приводы и механизм поворота "мыши" - ПК (включающие в себя, к примеру, электродвигатели, шестерни, вращающиеся эксцентрики (дебалансы), датчики угла поворота, электромагниты и проч. т.п.) могут быть устроены, могут запитываться электроэнергией, работать и управляться так же, как это описано в российском патенте на изобретение 2530333 "Указательное устройство "мышь" с облегченным захватом". Это позволяет обеспечить "мыши" - ПК движение вперед, назад, влево, вправо, по диагонали, а также повороты и развороты на месте, из-за чего она сможет точно следовать за движущейся относительно опорной поверхности ладонью пользователя без прямого контакта с ней. Датчиков наличия/отсутствия опорной поверхности 2 под "мышью" (ультразвуковых дальномеров, датчиков давления и т.п.) должно быть, очевидно, не менее четырех штук, они должны устанавливаться по углам и/или периметру корпуса 1 (на его нижней стороне) или же могут быть вмонтированы прямо в опоры 7 корпуса 1 "мыши", могут подключаться к чипсету или микроконтроллеру "мыши" и, запитываясь от него энергией, отслеживать увеличение расстояния между собой и опорной поверхностью, уменьшение давления на себя или еще что - либо подобное, на что чипсет или микроконтроллер "мыши" (его аппаратная составляющая и встроенное программное обеспечение) должен реагировать соответствующим образом, то есть останавливать движение "мыши", включать ей обратный ход и т.д. Если в конструкции "мыши" применяется проводной интерфейс 6 для подключения периферии, например монитора, аналогичный, к примеру, VGA, HDMI и т.п., то запитка системной платы "мыши" - ПК и остальных электрических и электронных составляющих конструкции может выполняться при помощи этого же интерфейса. Тогда периферийное устройство, будучи подключено к электрической сети, обеспечивает "мышь" электропитанием посредством встроенного в него блока питания с соответствующими выходными характеристиками. Если же в конструкции "мыши" используется беспроводной интерфейс (или интерфейсы) 6 для подключения периферии, например, радиоинтерфейсы Wi-Fi и Wi-Gig (стандартов IEEE 802.11b/g/n и IEEE 802.11ad) и т.п., то запитка составляющих конструкции "мыши" может осуществляться от встроенного в нее источника электроэнергии - аккумуляторов или модуля беспроводного (индуктивного) питания. В последнем случае парное (передающее) устройство индуктивного питания должно быть вмонтировано в опорную поверхность, на которой работает и/или "паркуется" "мышь" - ПК (индукционный "коврик", рабочий стол, хранилище или нишу и т.п.). С помощью встроенного в "мышь" модуля беспроводного питания может выполняться также и подзарядка "мышиных" аккумуляторов, причем, когда аккумуляторы зарядятся, вмонтированное в опорную поверхность устройство беспроводного питания должно (для экономии электроэнергии) автоматически переходить в "спящий" режим (то есть частично отключаться) либо по сигналу от "мыши", либо после обнаружения ее отсутствия на себе. Датчики давления, температуры, дыма и влаги могут быть установлены на/в корпусе 1 "мыши" (в том числе, возможно, и в негерметичных опорах 7 корпуса 1), на ее системной плате или же могут быть интегрированы в составляющие набора микросхем системной логики, подключаются к чипсету "мыши" - ПК и, запитываясь от него, отслеживают давление, температуру и прозрачность воздуха в помещении, где эксплуатируется "мышь", и появление влаги на опорной поверхности около "мыши". Если вдруг в помещении происходит резкий скачок давления, значительно повышается температура и сильно снижается прозрачность воздуха (что обычно характерно для взрыва и/или пожара), а также на опорной поверхности около "мыши" возникает слой воды (что может говорить о затоплении помещения), чипсет "мыши" - ПК, получив сигналы от вышеописанных датчиков, запускает процесс сохранения важных данных пользователя, находящихся в постоянном запоминающем устройстве "мыши", посредством их копирования проводным или беспроводным способом на удаленное хранилище информации (сетевой накопитель, к примеру). Поскольку удаленное хранилище информации, теоретически, должно находиться на значительном расстоянии и должно быть хорошо защищено, то перенос данных на это хранилище, находящееся в другом помещении, на другом этаже здания или вообще в другом здании, должен гарантированно вывести пользовательские данные из - под угрозы разрушения, неизбежно возникающей в случае катастрофических ситуаций.The proposed pointing device "mouse" - PC (personal computer) consists of a
Описанным выше указательным устройством "мышь" персональным компьютером пользуются следующим образом.The above-described pointing device "mouse" personal computer is used as follows.
Сразу после включения электропитания периферийного устройства, от которого запитывается "мышь" - ПК через свой проводной интерфейс 6 (монитора, к примеру), или же включения электропитания вмонтированного в опорную поверхность устройства для беспроводной запитки (индукционного "коврика"), или включения встроенных в "мышь" аккумуляторов (при помощи, например, выключателя, размещенного на задней или нижней сторонах корпуса 1), если в конструкции применен беспроводной интерфейс 6, а значит, и включения самой "мыши", ее чипсет или микроконтроллер (его аппаратная составляющая и встроенное программное обеспечение) приводит движители в такое положение, которое соответствует началу работы. После загрузки во встроенный в "мышь" персональный компьютер (с содержащегося в нем, к примеру, твердотельного накопителя) операционной системы и проч. необходимого ему программного обеспечения человек - пользователь заносит над "мышью", располагающейся в это время, скорее всего, в "парковочных" хранилище или нише, свою ладонь. В ответ на это чипсет или микроконтроллер, определив с помощью верхней видеокамеры 5 присутствие над "мышью" человеческой руки и управляя приводами движителей и механизмом поворота, автоматически выводит "мышь" - ПК из хранилища или ниши на рабочий участок опорной поверхности. Если же после включения и загрузки "мыши" - ПК кисть человеческой руки над ней так и не появилась, то ее чипсет или же микроконтроллер, зафиксировав отсутствие ладони, выжидает некоторое заранее установленное время, чтобы убедиться, что данный сеанс работы не состоится, а затем переводит ее в "спящий" режим (то есть частично отключает) для экономии электроэнергии (а потом, если "мышь" так и не побывала в использовании достаточно продолжительное время, выключает ее совсем). Чтобы с помощью "мыши" начать двигать по экрану монитора, к которому она была подключена, "мышиный" курсор и таким образом начать взаимодействовать с программным обеспечением, функционирующим в "мыши", пользователь сначала должен положить свою руку на опорную поверхность и накрыть кистью руки сверху корпус 1 "мыши", размеры которого таковы, что вся "мышь" будет полностью умещаться под кистью руки, не контактируя с ней, а затем пользователь должен начать передвигать руку относительно опорной поверхности. Верхняя видеокамера 5, отслеживая смещение и/или поворот ладони пользователя, при помощи чипсета или микроконтроллера "мыши" будет формировать необходимые управляющие воздействия на приводы движителей и/или механизм поворота, в результате чего "мышь", двигаясь и/или поворачиваясь вслед за человеческой ладонью (и, соответственно, передвигая по экрану монитора "мышиный" курсор), будет всегда пребывать в пустом (точнее, заполненном воздухом) пространстве, образующемся под движущейся кистью руки пользователя, но без контакта с кожей. Постоянно поддерживаемое таким образом пустое пространство вокруг корпуса 1 "мыши" гарантирует ей незагрязняемость, а интенсификация процесса самоочистки (за счет вибрации движителей и их приводов, к примеру, или же иными средствами) может быть обеспечена так же, как это описано в российском патенте на изобретение 2555208 "Незагрязняемое указательное устройство "мышь"". Чтобы при помощи "мыши" подавать ее программному обеспечению такие команды, как "нажатие на кнопку" и "воздействие на колесо, сенсор и т.п. прокрутки", пользователю необходимо выполнять соответствующие движения пальцами (указательным и средним, а также, возможно, большим, безымянным и мизинцем). Отслеживание этих движений передней и, возможно, боковыми видеокамерами 3 и 4, как раз и направленными на пальцы кисти руки пользователя, также позволяет взаимодействовать с "мышью" бесконтактно, обеспечивая ей незагрязняемость (и не утомляя кисть). В результате, двигая кисть руки относительно опорной поверхности и/или выполняя пальцами кисти определенные командные движения, взаимодействуют с программным обеспечением, работающим во встроенном в "мышь" персональном компьютере, так же, как если бы это была стандартная, всеми давно используемая, захватываемая и движимая рукой "мышь", подключенная, к примеру, к системному блоку обычного настольного компьютера. В том случае, когда пользователь заканчивает свою работу с "мышью" - ПК, он должен убрать с нее свою руку. Верхняя видеокамера 5, отслеживающая наличие ладони пользователя, подает чипсету или микроконтроллеру "мыши" соответствующие сигналы, в ответ на что он, выждав некоторое время, чтобы убедиться, что данный сеанс работы закончен, выполняет "парковку" "мыши" - ПК, сначала обнаружив хранилище или нишу, а потом перемещая в них "мышь" и переводя ее там в "спящий" режим. Выполнять "парковку" "мыши" следует, очевидно, и сразу же после завершения работы операционной системы (но, разумеется, перед отключением питания), если только использование "мыши" не предусматривается программами микросхем системной логики системной платы "мыши" - ПК (ее BIOS и т.п. программами). Далее "запаркованная" "мышь" тем или иным способом может запустить процесс подзарядки своих аккумуляторов посредством, к примеру, вмонтированного в ту опорную поверхность, на которой она покоится, устройства беспроводного питания, если, конечно, аккумуляторы присутствуют в ее конструкции и требуют подзарядки, чтобы таким образом подготовить себя к следующему сеансу работы пользователя с собой, а затем и дальше может пребывать в "спящем" режиме или же, если не используется достаточно продолжительное время, может автоматически выключить себя совсем.Immediately after turning on the power to the peripheral device from which the mouse is powered, the PC through its wired interface 6 (monitor, for example), or turning on the power to the wireless power supply device mounted in the supporting surface (induction "carpet"), or turning on the built-in a “mouse” of batteries (using, for example, a switch located on the back or bottom of the housing 1), if the design uses a wireless interface 6, which means turning on the “mouse” itself, its chipset or microcontroller ( of hardware component and embedded software) leads movers in a position which corresponds to the start of work. After loading a personal computer (from a solid-state drive contained, for example) into the built-in mouse, and so on. a person needs the software — the user puts his palm over the “mouse” located at this time, most likely in the “parking” storage or niche. In response to this, the chipset or microcontroller, having determined with the help of the upper video camera 5 the presence of a human hand above the “mouse” and controlling the drives of the movers and the rotation mechanism, automatically displays the “mouse” - the PC from the storage or niche on the working area of the supporting surface. If, after turning on and loading the "mouse" - the PC, the human hand did not appear above it, then its chipset or microcontroller, having detected the absence of a palm, waits for a predetermined time to make sure that this session does not take place, and then puts it into "sleep" mode (that is, partially turns it off) to save power (and then, if the "mouse" has not been in use for quite a long time, turns it off completely). To use the mouse to start moving the mouse cursor on the screen of the monitor to which it was connected, and thus start interacting with the software operating in the mouse, the user must first put his hand on the support surface and cover it with his hand on top is the “mouse”
Изобретение позволяет за счет замены размещаемой внутри "мыши" печатной платы с расположенными на ней электрическими и электронными составляющими ее конструкции, включая "мышиный" чипсет или микроконтроллер, на системную плату с дополнительно установленным на ней полнофункциональным одноплатным компьютером персонального применения, дополнения имеющихся в "мыши" конструктивных элементов, позволяющих питать ее проводным способом, оборудованием беспроводного (индуктивного) электропитания или подзарядки аккумуляторов, изменения устройства чипсета или микроконтроллера "мыши" таким образом, чтобы они были способны обеспечивать функционирование встроенной аппаратной и/или программной нейронной сети, распознающей образы и используемой для управления "мышью", а также встраивания в конструкцию "мыши" датчиков давления, температуры, дыма и влаги и соответствующего программного обеспечения, автоматически выполняющих резервное копирование пользовательских данных на удаленное хранилище информации в случае катастрофических ситуаций, превратить "мышь" в очень компактный (так как объем ее корпуса можно уменьшать бесконечно), универсальный офисно-бытовой персональный компьютер, возможностей которого вполне хватит большинству рядовых пользователей, способный работать в полностью беспроводном режиме, гигиеничный в использовании, менее сложный и дорогой, чем обычные, и более удобный и безопасный в процессе эксплуатации.The invention allows by replacing the printed circuit board located inside the "mouse" with the electrical and electronic components located on it, including the "mouse" chipset or microcontroller, by a system board with an additional fully-functional single-board personal computer installed on it, complementing the ones available in the "mouse" "of structural elements that allow it to be fed by wire, equipment of wireless (inductive) power supply or recharging batteries, changes Chipset or microcontroller "mouse" in such a way that they are able to provide the functioning of the built-in hardware and / or software neural network that recognizes images and is used to control the "mouse", as well as embed pressure, temperature, smoke and moisture and related software that automatically backs up user data to a remote storage of information in case of catastrophic situations, turn the "mouse" into a very compact (that how the volume of its body can be reduced indefinitely), a universal office-household personal computer, the capabilities of which are enough for most ordinary users, able to work in a completely wireless mode, hygienic to use, less complicated and expensive than ordinary ones, and more convenient and safe in the process operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100878A RU2659592C2 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Mouse - personal computer pointing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100878A RU2659592C2 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Mouse - personal computer pointing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017100878A RU2017100878A (en) | 2017-06-21 |
RU2659592C2 true RU2659592C2 (en) | 2018-07-03 |
Family
ID=59240488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100878A RU2659592C2 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Mouse - personal computer pointing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2659592C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710738C2 (en) * | 2019-06-11 | 2020-01-10 | Немнюгин Андрей Юрьевич | Pointing device "mouse" with coupled modules |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030197680A1 (en) * | 2000-02-14 | 2003-10-23 | Davenport Anthony G. | Ergonomic side grip computer mouse |
US20090213077A1 (en) * | 2004-11-05 | 2009-08-27 | Ftm Computer Products | Fingertip Mouse and Base |
US20100253628A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | Snap Design, Llc | One finger controlled computer mouse |
RU2009140602A (en) * | 2007-05-07 | 2011-05-10 | Йон Суу КИМ (KR) | MANIPULATOR OF THE TYPE "MOUSE" |
US20110291931A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Fih (Hong Kong) Limited | Computer mouse |
-
2017
- 2017-01-10 RU RU2017100878A patent/RU2659592C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030197680A1 (en) * | 2000-02-14 | 2003-10-23 | Davenport Anthony G. | Ergonomic side grip computer mouse |
US20090213077A1 (en) * | 2004-11-05 | 2009-08-27 | Ftm Computer Products | Fingertip Mouse and Base |
RU2009140602A (en) * | 2007-05-07 | 2011-05-10 | Йон Суу КИМ (KR) | MANIPULATOR OF THE TYPE "MOUSE" |
US20100253628A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | Snap Design, Llc | One finger controlled computer mouse |
US20110291931A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Fih (Hong Kong) Limited | Computer mouse |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710738C2 (en) * | 2019-06-11 | 2020-01-10 | Немнюгин Андрей Юрьевич | Pointing device "mouse" with coupled modules |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017100878A (en) | 2017-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11249554B2 (en) | Method and apparatus for selecting between multiple gesture recognition systems | |
US10534437B2 (en) | Modular sensing device for processing gestures | |
KR101666096B1 (en) | System and method for enhanced gesture-based interaction | |
EP3224693B1 (en) | Charging device for removable input modules | |
CN204965329U (en) | Portable electronic equipment and motion and gesture detection system | |
EP2904472B1 (en) | Wearable sensor for tracking articulated body-parts | |
US10775946B2 (en) | Universal handheld controller of a computer system | |
TWI478006B (en) | Cursor control device, display device and portable electronic device | |
US20150077347A1 (en) | Ergonomically optimized remote controller device and method of use thereof | |
US10739823B2 (en) | Motion control assembly with battery pack | |
US20180136715A1 (en) | Method of providing content and electronic device for same | |
CN107003642B (en) | User interface switching method and device of wearable device and wearable device | |
RU2659592C2 (en) | Mouse - personal computer pointing device | |
KR102053367B1 (en) | Wearable Interface Device | |
TWI788607B (en) | Human computer interaction system and human computer interaction method | |
CN202275375U (en) | Wireless mouse | |
RU2611989C2 (en) | Game controller | |
Vuyyuru et al. | Performing Basic Tasks on Computer using Hand Gestures & Ultrasonic Sensors | |
WO2020048543A1 (en) | Intelligent control device and method | |
US20230103932A1 (en) | Motion Sensor Modules with Dynamic Protocol Support for Communications with a Computing Device | |
Li | Exploring a Human-Machine Interaction Method | |
KR20170139743A (en) | SmartPhone case that use touch function as click button and that act mouse | |
Ribas-Xirgo et al. | DIY computer mouse for special needs people | |
JP2010267082A (en) | Noncontact mouse device and method for operating the same | |
Shen | Application of Depth Sensor in the Design of Hybrid Robotic Gaming Environment |