Sweepsense: Smartphones können mehr mit Ultraschall

Eine Forschergruppe der Carnegie Mellon Universität hat ein System entwickelt, um mit Hilfe bestehender Hardware und mit Ultraschallsignalen elektronischen Geräten wie Smartphones oder Notebooks neue Möglichkeiten der Bedienung zu geben. Im Prinzip arbeitet das Sweepsense genannte System wie eine Echoortung: Ein hochfrequentes, nicht hörbares Signal wird von den Lautsprechern des Smartphones oder Notebooks ausgesendet und von den Mikrofonen wieder eingefangen.

Anhand von Frequenzmodulationen soll der von Gierad Laput, Xiang Chen und Chris Harrison entwickelte Algorithmus Änderungen in der Umgebung erkennen und auswerten. Die drei Forscher geben hierfür ein Anwendungsbeispiel: Wird der Ton etwa durch einen In-Ear-Kopfhörer geschickt, ändert sich die Frequenzkurve drastisch, wenn der Stöpsel aus dem Ohr genommen wird. Sweepsense erkennt diese Änderung und kann daraufhin bestimmte Aktionen auslösen.

• 

Sweepsense erkennt, wenn der Kopfhörer im Ohr steckt ...

So kann etwa ein Anruf auf dem Smartphone angenommen werden, wenn ein Ohrstöpsel auf dem Ohr entfernt wird. In einem anderen Beispiel wird auf dem Smartphone abgespielte Musik gestoppt, wenn beide Stöpsel entfernt werden.

Sweepsense soll auch bei Notebooks für neue Eingabeszenarien sorgen: So soll das System aufgrund der Frequenzänderungen und daraus resultierenden Berechnungen etwa erkennen, in welchem Winkel ein Notebook-Display geneigt ist - auch dies demonstrieren die Forscher in einem Video. Mit Hilfe dieser Erkennung können etwa verschiedene Programme oder Betriebsmodi auf dem Computer gestartet werden, je nachdem in welchem Winkel der Bildschirm angekippt ist.

Die Forscher sehen allerdings auch Nachteile bei ihrem System: So sind die niederfrequenten Ultraschalltöne mitunter von Kindern, Hunden oder auch manchen Erwachsenen hörbar. Dieses Problem ließe sich noch recht leicht mit einer Modulation der Frequenz beseitigen. Schwerwiegender ist ein zweiter Nachteil: Nicht jedes Gerät unterstützt die notwendige hohe Sampling-Rate, was die Audioqualität negativ beeinflussen kann.

Laput, Chen und Harrison sehen als künftiges Einsatzgebiet von Sweepsense beispielsweise das Wohnzimmer, um mit Hilfe bestehender Hardware zu erkennen, ob und wo sich jemand im Raum befindet. Auch in Autos sehen die Wissenschaftler Potential für ihr System, um auch hier beispielsweise die Besetzung des Wagens oder die Position der Fenster zu erkennen.