Nutikellad on juba aastaid jälginud meie kehalist aktiivsust, südamerütmi ja isegi unekvaliteeti, kuid üks nende nõrkemaid külgi on siiani olnud asukoha määramise täpsus. Praegused GPS-tehnoloogiad eksivad sageli mõne meetriga – sellest piisab tavaliseks navigeerimiseks, kuid jääb väheks täpsete mõõtmiste või spordiuuringute jaoks.
Uued teadlaste loodud algoritmid võivad selle olukorra aga täielikult muuta, viies täpsuse vaid mõne sentimeetrini. See oleks suur edasiminek, mis avaks uksi nii spordis, meditsiinis kui ka erinevates tipptehnoloogia valdkondades.
Sentimeetri täpsusega liikumise analüüs
Sellised uuendused on eriti tähtsad siis, kui räägime inimliikumise analüüsist või tervise jälgimisest. Sentimeetrine täpsus võimaldaks jälgida mitte ainult jooksja täpset trajektoori, vaid ka kõige väiksemaid muutusi kõnnakus või tasakaalus.
Sellised andmed võiksid olla hindamatud nii taastusravis kui ka vigastuste ennetamisel. Seni oli sellise täpsuse saavutamiseks vaja suuri geodeetilisi seadmeid, kuid nüüd pakuvad teadlased välja tarkvaralise lahenduse, mis sobib ka väikesesse nutikella.
Miks pole GPS nutikellades piisavalt täpne?
Enamik nutikellasid kasutab standardseid GPS-kiipe, mis avatud alal heades tingimustes saavutavad umbes 3–5 meetri täpsuse. Linnades, kus kõrged hooned peegeldavad signaale, tekib aga nn mitmerajalisuse efekt: signaal jõuab kellani mööda mitut teed, moonutab andmeid ning võib suurendada vea ulatust isegi mitmekümne meetrini.
Seetõttu näitavad kellad sageli valesti:
- jooksuraja kuju ja pikkust,
- läbitud vahemaad,
- liikumise suunda.
See on eriti probleemne tippsportlastele, kelle jaoks on iga meeter oluline, ja liitreaalsuse rakendustele, kus isegi väike kõrvalekalle võib kogu kogemuse rikkuda.
Traditsioonilised lahendused püüavad olukorda parandada paremate antennide või täiendavate sagedusribade abil, kuid see suurendab energiakulu ja seadme mõõtmeid. Nutikellade puhul, millel on väike aku ja piiratud ruum, on riistvara täiustamine keeruline. Seetõttu peetakse tarkvarapõhist lähenemist tõeliseks läbimurdeks.
Tehisintellekt muudab asukoha määramist
Otago ülikooli teadlased on loonud uue algoritmi, mis ühendab standardsed GPS-signaalid kellas olevate liikumisandurite – aktseleromeetri ja güroskoobi – andmetega.
Süsteem analüüsib käe liikumist ja korrigeerib selle põhjal pidevalt GPS-andmeid, filtreerides välja ebatäpsed signaalid. Teisisõnu, kell mitte ainult ei võta vastu infot satelliitidelt, vaid tõlgendab ka ise, kuidas inimene tegelikult liigub, et määrata tema täpne asukoht. Katsetulemused näitavad, et selline andmete ühendamine võimaldab saavutada sentimeetri täpsuse isegi tavaliste GPS-kiipidega.
Nii saavad nutikellad muutuda mitte üksnes navigeerimisvahendiks, vaid ka väga täpseks liikumise analüsaatoriks. Võimalikuks muutub näiteks:
- hüppe kõrguse mõõtmine,
- käenurga ja liigutuste amplituudi hindamine,
- golfilöögi trajektoori analüüs.
Meditsiinis saaks sellist tehnoloogiat kasutada tasakaalu jälgimiseks, lihaste töö hindamiseks või liikumise muutuste tuvastamiseks eakamatel inimestel.
Uued võimalused ja kaasnevad väljakutsed
Kuigi sellised saavutused avavad palju uusi võimalusi, toovad need kaasa ka mitmeid väljakutseid. Mida täpsemaid andmeid kogutakse, seda rohkem energiat kulub nende töötlemiseks. Keerukad algoritmid nõuavad võimsamaid protsessoreid, mis omakorda lühendavad aku kestvust.
Seadmete tootjad peavad leidma tasakaalu:
- asukoha täpsuse,
- energiatarbe,
- ja seadme suuruse
vahel.
Ometi on eksperdid ühel meelel, et tegemist on uue ajastu algusega. Tuleviku nutikellad võivad kujuneda usaldusväärseks tervisejälgimise, spordianalüüsi ja liitreaalsuse tööriistaks. Kui algoritmid võimaldavad maailma näha sentimeetri täpsusega, hägustub piir digitaalse ja reaalse ruumi vahel pea märkamatuseni ning meie igapäevaelu seotus tipptasemel tehnoloogiatega muutub veelgi tihedamaks.
