Introduktion

Projektet i Ubicomp går ut på att förstärka verkligheten med ”osynliga” datorer.

Detta blir en kombination av två interaktions paradigm ”Augmented Reality” och ”Ubiquitous Computing”.

Idégenerering

Den idégenereringsmetod som använts är en metod som liknar Brainstorming. Vi satt tillsammans i gruppen och alla fick komma med idéer. Därefter sorterades idéerna och granskades. För ytterligare inspiration gick vi på stan och besökte affärer och museum. Tillslut valde vi ut de tre idéer vi tyckte bäst om. Här nedan är en kort beskrivning av idéerna:

<Uppåt>

Relax Kudden

Tanken med den här idén var att skapa en kudde som är lite mer än en vanlig kudde. Vi ville ha en kudden med en lugnande effekt. Då vi funderade på vad som kunde ha en lugnande effekt kom vi fram till att katter innehar en hel del lugnande effekter i exempelvis sitt spinnande. Tanken var därför att implementera och simulera dessa egenskaper i en kudde.

Egenskaper;

• Stor och tung (jmf katt)

• Tyget skall vara sammetsliknande
• Hörnet på kudden  skall vara gjorda i ett segt gelé material (jmf antistresshjärtan)
• Skall kunna spinna som en katt
• Hjärtljud skall höras när man sätter sig ner. Skall mäta kontinuerligt så att man hör att man blir lugn.
• Olika hörnen skall representera olika ljud

<Uppåt>

Utsikt över det tredje stället

Då de flesta sitter större delen av det vakna dygnet på kontor, där det sällan finns mycket till utsikt och där det under vinterhalvåret inte kommer in mycket solljus, kan det behövas en uppmuntran för att man skall prestera bättre i sitt arbete. Utsikt över det tredje stället skulle kunna vara en sådan uppmuntran. På kontoret skall finnas ett "fönster", en dataskärm, som ger en vy över platser som man hellre skulle vilja befinna sig på. Fönstret är kopplad till en databas av webbkameror som är utplacerade på strategiska platser, t.ex. Alperna och Copacabana i Rio. För att få ännu mer känsla av att man befinner sig på den plats som "fönstret" visar kan man till vyerna koppla fläktar, termostater och olika ljud.

Egenskaper;

• Interaktivt fönster i rum utan fönster/dålig utsikt
• Webbkamera världsomspännande
• Valbar vy och väder
• Ljus, fläktar och ljud

 <Uppåt>

Hur mår Herr Pelargon ?
 

Detta skall vara ett system som underlättar skötsel av blommor och växter i hemmet för såväl intresserade som ointresserade. Då olika blommor har olika skötselkrav innebär många växter i hemmet en del onödig belastning på de kognitiva förmågorna då man måste ha skötselkraven i minnet. Växternas tillstånd, se nedan,  kan visualiseras på en mängd olika sätt, t ex på en skärm, direkt feedback i ett akvarium eller lokalt på växtens kruka.

• Ljus
• Temperatur
• Näringsvärden
• Vatten
• PH-värden
• Koldioxid

En visualiseringsidé för skärmen är att dela in växterna i två grupper och låta deras värden visualiseras som två lag som tävlar mot varandra.

  <Uppåt>

Att samla in vyer till "fönstret" kändes svårt att realisera på den korta tid vi hade till förfogande och variationsmöjligheterna på exempelvis Herr Pelargon var oändliga. Dessa faktorer plus att gruppen och flera andra i klassen tyckte att kudden var roligast gjorde att vi valde att arbeta vidare med den.  

Bakgrund till vår designidé
 

Den moderna människan lever i ett stressigt samhälle. Vad kan man göra i detta samhälle för att få tid och möjlighet till rekreation, avspänning och eftertanke? Vad gör man i dagen samhälle för att bli lugn? Värme, lugn musik, avspänning är några exempel. Hur kan man då fånga dessa goda egenskaper i en ”pryl”? Det var dessa tankar vi hade när vi diskuterade kring vår idé om kudden.

Vad har man när man är ensam och vill bli lugn. Ser man ensam på skräckfilm tar man ofta upp en kudde i knäet, för att krama och bli lugn. Vi började diskutera om inte olika husdjur besitter bra och lugnande egenskaper. Det vi kom fram till var att katten har flera av dessa. Den är både varm, mjuk, lugn och den kan spinna. Dessa egenskaper ville vi ta tillvara. Diskussioner ledde fram till att man kunde kombinera dessa båda positiva ting med hjälp av datorkraft. Enligt detta resonemang växte kudden fram.

 <Uppåt>

Syfte och mål

Tanken är att det ska vara en kudde, och ses som en kudde, med kattens lugnande egenskaper i den mån detta är möjligt. Det finns inga intentioner att återskapa katten, för det är näst intill omöjligt att göra det tillfredställande. Kudden ska till den mån det är möjligt efterlikna den känsla som fås när man håller en varm spinnande katt i knäet.

Stressade människor skall få en lugn stund med kudden. Man skall sitta ner en stund och tänka över dagen. Kudden kräver dock inte fullständig uppmärksamhet utan det är möjligt att samtidigt föra en diskussion eller läsa en bok. Förutom att kudden är avstressande kan den också agera sällskap om man är rädd när till exempel åskan går eller man tittar på skräckis.

 <Uppåt>

Utformning

Vid utformningen av kuddens form och funktioner fokuserade vi på stressade människor, och därifrån gick diskussioner kring djurens betydelse för människor och hennes förmåga att koppla av. Katten var det djur som stämde bäst in på våra tankar av lugnande stimuli. Den är mjuk, varm och kan spinna, dessa egenskaper ville vi ta vara på.

Därefter funderades mycket på i vilket ”skal” dessa egenskaper kunde byggas in. Det fick inte vara vilken kudde som helst utan det skulle vara en kudde som var inbjudande att hålla i och inbjudande att ta på. Det var viktigt att den var ungefär lika tung som en katt för att skapa omsorgskänsla gentemot kudden. Tankarna kom från att katten var tung och inbjudande att hålla i. Kudden skulle också ge ifrån sig värme liknande kattens kroppsvärme.

För att få kudden att fungera krävdes flera olika elektroniska komponenter. Dessa skulle vara placerade i kudden, men de fick inte kännas igenom kudden. Det skulle inte märkas att kudden var elektronisk. Komponenterna som skulle få plats var tre elektroder av olika material, en vibratormotor, högtalare med förstärkare och eventuellt en experimentplatta med styrenheterna för kudden. Detta gjorde att kudden fick bli ganska stor för att rymma alla dessa komponenter, men den skulle ändå vara inbjudande och lagom stor att ha i knäet.

Följande kommer en beskrivning av de mjuka respektive hårda delarna i kudden.

<Uppåt>

Hårda komponenter

BasicX chipet

Se kopplingsschema 1
All teknik är byggd på en experiment platta. Stommen i detta är ett BX24 chip. Utvecklingen av koden och mjukvaran skedde i en laptop IBM A31 Thinkpad samt BasicX utvecklingsmiljö. När mjukvaran var utvecklad laddades den till BX24 genom en seriell överföringskabel, BX24 chipet styr sedan alla processer i kudden.

Se koden BasicX
Se koden Visual Basic för ljudet

Nätet

Se kopplingsschema 2 
För att kudden skall kunna avgöra om någon interagerar med den finns det närmast kuddvaret ett finmaskigt hönsnät. Hönsnätet fungerar som elektrod och känner av när en kroppsdel är nära det, dvs. klappar kudden. Nätet är 40*40 cm stort. Den person som interagerar med nätet fungerar som jordning. För att kunna styra strömmen till nätet går det igenom en spänningsregulator av typen 7805 för 5 volt. Nätet är en kapacitiv proximitysensor av typen QT 116. Sensorns känslighet ställs in med en polyesterkondensator med känsligheten 33nF.

<Uppåt>

GSR-sensor (Galvanic Skin Resistance)

 Se Kopplingsschema 1
GSR-sensorn består av två kopparplattor som fungerar som elektroder. Dessa fästes i nedre högra hörnet av kudden, för att det kändes som ett naturligt ställe att hålla på när man interagerar med kudden. Plattorna fungerar endast om man tar på båda samtidigt. Detta för att de mäter den ström som går mellan plattorna genom det undre hudlagret på den person som använder kudden. Från plattorna får man ut ett värde på hudkonduktiviteten. Om en person är stressad, och därmed svettig, leder huden bättre och plattorna ger då ut ett lägre värde. Värdet registreras av datorn som beroende på storlek på värdet agerar på olika sätt. Så som våra elektroder är inställda ger de 1023 som startvärde dvs. då ingen tar på plattorna. Mjukvaran är programmerad så att gränsvärdet ligger på 999 för att starta nästa process. Anledningen till att vi valde just 999 är för att det är det värde som elektroderna ger ifrån sig då någon rör vid dem. Det var också svårt att få exakta mätvärden Från början ville vi börja med ett värde och därefter starta Ljud och vibrationer när värdet hade sjunkit ett visst antal steg. Men detta var för svårt att implementera på ett bra sätt så det lämnar vi till framtiden. Värdet från elektroderna är endast tillförlitligt om man håller med samma kroppsdel på båda plattorna. Strömmen, 5 volt, går från experimentplattan till den elektrod (pinne 21 på BasicX chipet) som har inbyggd spänningsregulator för 5 volts ström. När man tar på båda elektroderna sluter man strömkretsen och den andra elektroden går till jord. För att kunna ställa in känsligheten på elektroderna används en potentiometer på 50 kΩ.

 <Uppåt>

Vibratormotorn

Se Kopplingsschema 3
Vibratormotorn togs från en färdig massagekudde (Sirius Massage Pillow). Denna kudde var dock mycket liten och för att vibrationerna skulle kännas i hela kudden skruvade vi på 6x6cm plastbitar som fungerar som vingar. Vibratormotorn styrs genom ett drivsteg (en Darlington effekttransistor, ULN 2803) eftersom den drar för mycket ström för att drivas direkt från BasicX chipet. För att reglera strömmen går den genom en spänningsregulator (7805) för styrning av 5 Volt för att ytterligare får ner spänningen går den genom två dioder av typen 1N 4004.  Den slutgiltiga strömmen till motorn är ca3.6 volt vilket är lagom för att motorn inte skall skaka sönder eller låta för mycket.

Värmedynan

Se Kopplingsschema 1
För att kudden skall bli varm använder vi oss av en vanlig värmedyna i storleken 40x30cm (Nordica värmedyna TM 20). Den placeras på insidan av fleecetyget, som man skall ha mot kroppen, för att man skall få ut maximal värme. Värmedynan drivs av 230 Volt växelström. Strömmen går genom ett halvledarrelä för växelström av typen Crouzet GA8-GB02. Reläet styrs i sin tur av BasicX chipet. När någon interagerar med kudden, dvs. nätet ger utslag, skickar mjukvaran en signal till halvledarrelät att strömkretsen skall slutas och dynan skall börja värmas upp.

<Uppåt>

Högtalaren och Förstärkaren

Högtalaren styrs genom ett program skrivet i Visual Basic. Högtalaren är kopplad till en förstärkare som i sin tur är kopplad till datorn. Förstärkaren får sin ström genom en egen nätadapter. Programmet anropar och hämtar ljudfilen och spelar upp det efter att ha mottagit input från Basic X chipet genom seriella data port. Högtalaren och förstärkaren är tagen från en gammal datorhögtalare.

 Lyssna på kattljudet.

Mjuka komponenter

Örngott

Olika material på fram och baksida för att baksidan skulle leda värme på ett bra sätt och framsidan skulle vara klappvänlig. Resultatet blev fleece på baksidan och leopardimitation på framsidan. Örngottet inköptes på Stajl på Linnégatan.

<Uppåt>

Tempur™

För att göra kudden mjuk trots den elektronik som den skulle innehålla fick stoppningen i kudden ha flera egenskaper. Vara stabil så att inkråmet ej gå sönder men samtidigt vara mjukt och skönt att ta på. Fokus riktades på Tempur™ som är ett material som används mycket i sängar och kuddar. De vanliga Tempur™materialen ansågs för tunga och hårda så istället använde vi oss av granulat av Tempur™. Granulatkudden har ett lager som ett var av fast Tempur^TM och inuti ligger ett var av granulat som är en form av klippt Tempur™.

Vadd

När alla komponenter var inne i kuddvaret användes vanlig kuddvadd för att fylla ut i hörnen och dölja hårda komponenter.

<Uppåt>

Hur interagerar man med kudden?

Det finns ingen on/off-knapp på kudden, så när man känner att man vill interagera med kudden så tar man upp den i knäet. Fleecesidan är tänkt att hållas mot kroppen och pälssidan skall vara uppåt.

Sitter man med kudden i knäet händer ingenting, det är först när man börjar klappa på pälssidan som rörelsesensorerna, nätet, aktiveras. När nätet känner av att någon rör vid det startar det värmedynan i kudden. På grund av att värmedynan behöver lång tid att värma upp sig genom kudden känner man inte av värmen direkt utan det kan ta ett par minuter. För att kunna starta andra processer i kudden måste man först interagera med nätet.

Vill man starta nästa process tar man på de två kopparplattor som sitter i kuddens nedre vänstra hörn. Då startar de två processerna ljudet och vibrationen. Skulle man sluta att röra på kopparplattorna så fortsätter vibratorn och ljudet i ytterligare 1 minut och 10 sekunder (det inspelade kattljudet vi hade var inspelat under så lång tid). Därefter stängs dessa båda stimuli av om man inte fortsätter att interagera med plattorna. Fortsätter man att röra på nätet så kan man starta vibratorn och ljudet genom att återigen röra vid kopparplattorna. Vill man inte längre interagera med kudden tar det 1 minut innan alla processer i kudden, värme, ljud och vibration, stängs av. Vill man senare interagera med kudde är det bara att ta upp den och börja igen.

<Uppåt>

Diskussion och slutsatser

Att arbeta med kudden har varit både stimulerande och roligt. Vi spenderade mycket tid med att planera hur kudden skulle se ut och i vilket material den skulle vara. Mycket diskussioner var också om hur kattlik kudden skulle vara. Vad vi tidigt var ense om var att det skulle vara en kudde med kattegenskaper och vi gjorde inga försök att efterlikna katten utseendemässigt med öron, ögon, svans etc.

Saker som inte funkade

När vi började bygga kudden insåg vi hur mycket tid som behövdes för att bygga ihop de olika funktionerna. Tyvärr var det svårare att realisera alla de tankar som fans kring kudden från början, på grund av tidsbrist, en beställd sensor som inte kom i tid och i viss mån bristande kunskap. Vi klarade inte av att integrera alla komponenter i kudden som planerat. En önskan var att kudden skulle vara trådlös men en värmedyna kräver mycket ström. Även föstärkaren var tänkt att ligga inne i kudde, istället för som nu, när den ligger utanför kudden i en lingonburk (Se bilder).

Saker som funkade bättre än väntat

De funktioner vi ville att kudden skulle ha, som att spinna, vibrera, vara lite tung och varm, realiserades som planerat. Dock blev känslan när man håller i kudden betydligt bättre än väntat. Den rätta balansen med tyngd, kattljud samt vibration gjorde att testpersonerna inte gärna släppte kudden. Det faktum att studion är väldigt kall och kudden varm och mysig kan ha bidragit en del. Även tyget blev väldigt lyckat med sin lite ojämna struktur som inbjuder till klappande.

Framtida arbete 

För framtida arbete skulle vi önska mer exakt input. Den pieso-sensor, som inte dök upp i tid, mäter både puls och andning. Vi tror att den hade fungerat bättre i syfte att mäta stressnivån hos användaren än den GSR-sensor kudden är utrustad med idag. En annan viktig del i det framtida arbetet kommer att bli att få kudden att bli helt sladdlös. Det största hindret på väg mot sladdlöshet är värmedynan som i dagsläget kräver mer ström än vad som är praktiskt möjligt att gömma i kudden. Ingenting är dock omöjligt, som det brukar heta, så vi får väl se vad framtiden har i sitt sköte.

Någonting som däremot är helt realiserbart redan idag är att ersätta kurrandet med andra lugnande ljud som till exempel susande vind, havsljud eller hjärtslag. Tanken är att man som användare själv skall kunna välja det ljud som man själv finner mest lugnande. Inte bara ljud kan bytas ut utan även tyget och innehållet som ger kudden struktur kan vara underlag för variation.

Under arbetets gång har nya tillämpningsområden för kudden dykt upp som vi inte tänkt på tidigare. Exempel på sådana är väntrum till läkarmottagningar/tandläkarmottagningar där kudden kan fungera som både lugnande och avleda uppmärksamheten på det stundande mötet med faran. Även äldrevården kan vara ett bra tillämpningsområde.

 <Uppåt>