Акселерометр в планшете что это
Обновлено: 07.07.2024
П еред покупкой планшета мы определяемся с диагональю дисплея, обращаем внимание на начинку, чувствительность сенсорного экрана, а также на надежность и практичность корпуса. Скорее всего, о наличии датчиков мы в этот момент и не задумываемся. Совершенно напрасно, ведь они также важны, поскольку эргономичность работы с планшетом зависит и от них. Независимо от операционной системы (Android, Windows 8, iOS) эти датчики работают с соответствующими программами.
Сенсоры можно условно разделить на три следующие категории: датчики движения, датчики положения и датчики окружающих условий. К первому типу относятся акселерометр и гироскоп, ко второму – магнитометр, GPS и датчик приближения, наконец, к третьему – датчик освещенности. Разберемся в назначении каждого более подробно.
Датчики движения
Акселерометр (Accelerometer)
Что дает акселерометр на планшетном ПК? В первую очередь гаджет будет реагировать на поворачивание, попросту говоря, альбомная ориентация будет меняться на книжную и наоборот.
В играх – это один из важных элементов управления, например, с его помощью вы можете координировать траекторию движения. Кроме того, гаджет, в котором есть акселерометр, отлично реагирует на встряхивание или удар. Так, в аркаде Freddy Budgett G-сенсор крайне необходим. Само приложение представляет собой лабиринт, по которому следует провести лягушку. Сложность прохождения в том, что вас ожидают множество ловушек, которые преодолеваются с помощью наклона планшета «вверх-вниз» или поворота «влево-вправо».
Сейчас акселерометр используется в большинстве современных мобильных устройств. Несомненно, он является полезным датчиком, но в то же время и не жизненно необходимым.
Гироскоп (Gyroscope)
Безусловно, этот датчик используется в смартфонах, игровых приставках, а также планшетных ПК. Гироскоп позволяет определить ориентацию устройства в пространстве и связывает эти данные с виртуальным миром. Так, в 3D-играх пользователь, вращая, поднимая или опуская планшет, может управлять игрой. Как уже упоминалось, гироскоп отлично дополняет G-сенсор и, работая вместе с ним, определяет с более высокой точностью положение планшета в пространстве. Впрочем, если в гаджете отсутствует гиродатчик, то не получится существенно улучшить интерактивное управление в игре и процесс не будет более реалистичным.
Для проверки действия данного датчика были взяты планшеты Apple iPad 4 и Google Nexus 7, в которых есть акселерометр и гироскоп. Ниже прилагаются скриншоты из авиасимулятора MetalStorm: Aces, загруженного на «яблочный» гаджет. В этой игре вы сможете почувствовать себя настоящим пилотом, управляющим боевым самолетом во время воздушных сражений. В процессе у вас будет возможность модернизировать ваше оружие, но главное запомнится превосходное управление.
В гонке Real Racing3 также не обойтись без гироскопа. В этой игре вы можете участвовать в чемпионате, соревнуясь с другими участниками. Управление виртуальным автомобилем (наклоны, повороты) захватит вас с первых секунд.
Датчики движения реагируют буквально на любое изменение положения планшета: передвижение, встряхивание, поворот и т.д., поэтому они очень полезны и устройства без них во многом проигрывают.
Датчики положения
Барометр (Barometer)
Для устройств с таким датчиком предусмотрен ряд приложений. Одним из них является Barometer Pro. Эта программа является, по сути, виджетом рабочего стола, она не только профессионально измеряет атмосферное давление, но и показывает замеры на графике по дням и по часам.
В частности, для планшета Google Nexus 7 подходит сторонняя программа SyPressure (барометр+альтиметр). Изначально при измерении давления мы видим данные в гектопаскалях, но если кликнуть по цифрам, вы получите данные в других единицах измерения. Например, нам привычней воспринимать информацию о давлении в миллиметрах ртутного столба. На скриншотах можно увидеть и те, и другие данные.
Конечно, наличие такого датчика в планшете как барометр, совсем не обязательно, но с ним более интересно и полезно.
GPS (Global Positioning System)
Определить местоположение объекта можно по вышкам сотовой связи, по Wi-Fi и с помощью GPS. Например, приемник GPS полезен тем, что его можно использовать не только для навигации или чтобы определить координаты местности. Так, можно сфотографироваться на отдыхе и, выложив в социальной сети снимок, указать его GPS-координаты (геотеги). Также, зная, где вы находитесь в данный момент, программа поможет просмотреть прогноз погоды данной местности.
Функциональность GPS можно использовать в различных приложениях, таких как My Tracks, TraceMyTrack и подобных им. С помощью этих программ запоминается пройденный пользователем маршрут. Вдобавок учитывается скорость движения, определяется расстояние и потраченное время. Причем после этого схему вашего передвижения можно загрузить и просмотреть на картах. Это особенно полезно для тех, кто бегает по утрам или старается фиксировать уровень своей физической активности.
Зафиксированный в My Tracks и TraceMyTrack маршрут, выданный график скорости и другие данные можно увидеть на сделанных скриншотах.
Магнитометр (Magnetometer)
Это слово произошло от греческого magnetis — «магнит». Датчик измеряет силу магнитного поля вдоль осей X, Y и Z, а также магнитные свойства материалов. Магнитометр можно использовать в качестве металлоискателя. На планшет, в котором предусмотрен такой сенсор, следует установить соответствующее приложение, например, MetalDetector для iOS или Android, после чего поднести гаджет к объекту, который может содержать металл. Если в нем действительно присутствует металл, значение на экране будет значительно увеличиваться.
Для наглядности вы можете увидеть на фотографиях, как реагирует датчик на приближение к штангенциркулю. Результат очевиден – чем ближе металлический предмет к планшету, тем выше показатели и наоборот.
Также магнитному датчику можно найти и другое применение, например, использовать в качестве компаса, чтобы определять стороны света. Чтобы с легкостью ориентироваться на местности, можно запустить сторонние приложения, например, Compass.
Датчик приближения (Proximity Sensor)
Данный сенсор обнаруживает находящийся рядом объект, а точнее фиксирует его приближение, например, к планшету или смартфону без физического контакта. На практике это действует так: во время разговора вы подносите устройство к уху, и в это время отключается подсветка, а сам дисплей блокируется во избежание случайных касаний, например, срабатывания каких-то иконок, функций. Также датчик приближения удобен, когда для планшета используется защитный чехол. При его закрытии планшет попросту засыпает.
Датчики окружающих условий
Датчик освещенности (Light sensor)
Этот сенсор автоматически регулирует яркость экрана, устанавливая наиболее подходящее значение в зависимости от условий освещения вокруг. Если гаджет находится в темном помещении, то яркость дисплея уменьшается, чтобы лишний раз не раздражать глаза. В результате чего можно не только повысить комфорт при работе, но и увеличить время работы от батареи. В то же время при использовании устройства в солнечную погоду, яркость будет выше, для того чтобы информация с экрана была хорошо читаема.
Другие
Датчик отпечатка пальца
Заключение
В современных планшетах сейчас можно найти большой набор сенсоров, ставший уже стандартным. В него входят акселерометр, гироскоп, а также датчик освещенности. Несколько реже используются сенсор магнитного поля, датчик приближения и даже барометр. Одни незаменимы для игр, другие для комфортной работы. Но все они без исключения полезны. Никто не говорит, что в планшете должны быть все вышеперечисленные датчики, но с ними, поверьте, ваш гаджет станет более функциональным.
Вы когда-нибудь задумывались о том, каким образом ваш планшет или смартфон понимает, что вы повернули гаджет и нужно развернуть интерфейс в альбомную или книжную ориентацию? Наверное, изучая характеристики будущего устройства, многие встречали среди них слово «акселерометр».
Но большинство обычно пропускает подобные детали мимо ушей, обращая внимание на объём внутренней памяти, разрешение экрана и ёмкость батареи. И всё же, акселерометр в планшете, что это такое и для чего нужен, кроме поворота экрана? Давайте выяснять.
Как это работает?
Не будем приводить здесь определение акселерометра, так как все желающие с лёгкостью могут найти его в Википедии. Лучше остановимся немного подробнее на его устройстве и принципе действия. Простейший акселерометр представляет собой груз, подвешенный на пружине над демпфером. При изменении положения системы в пространстве, колебания груза погашаются демпфером, а деформация пружины считывается датчиками, преобразующими её в информацию о пространственном положении объекта.
Конечно, в современных цифровых устройствах, особенно мобильных, датчик акселерометра отнюдь не так примитивен, но когда-то именно такие приборы применялись на заре авиации и ракетостроения. Сегодня акселерометр применяется в огромном количестве отраслей — от авиации до электроники, его можно встретить как на подводной лодке, так и в смартфоне, лежащем в кармане школьника.
Зачем это в моём планшете?
Вы являетесь счастливым обладателем планшета на операционной системе Андроид. Акселерометр играет важную роль в вашем повседневном взаимодействии с гаджетом, хотя вы можете даже не замечать этого или не придавать значения. Каждый раз, когда вы крутите своё устройство, разворачивая его для более удобного просмотра видеоролика на YouYube или сёрфинга в интернете, именно этот датчик определяет положение в пространстве и даёт команду на поворот экрана.
Именно это и есть акселерометр
Когда в какой-то игре вы управляете персонажем или гоночным болидом, не прикасаясь к экрану, а лишь поворачивая планшет, то это тоже работа акселерометра. Кроме того, акселерометр участвует в подсчёте количества пройденных шагов, хотя это больше относится к смартфонам, так как вряд ли много людей используют планшет в качестве шагомера.
Калибровка датчика
Иногда случаются неприятные ситуации, в которых датчик начинает работать некорректно или вовсе прекращает работать, из-за чего управление в играх не функционирует, экран не поворачивается в удобное и привычное вам положение для сёрфинга или просмотра видео. Что делать в таком случае, как настроить акселерометр на планшете?
Калибровка датчика
Первым делом, конечно, стоит проверить в настройках гаджета, не отключен ли датчик, возможно, вы сами по какой-то причине отключили автоповорот дисплея и забыли об этом. Если же в настройках всё нормально, но в работе акселерометра наблюдаются проблемы, то следует откалибровать датчик при помощи утилиты GPS Status & Toolbox, которую можно загрузить в магазине приложений Google Play.
Несмотря на своё название, приложение позволяет работать не только с GPS, но и с другими датчиками вашего гаджета. Для калибровки необходимо произвести несколько простых шагов:
- Запустить установленное приложение.
- Перейти в меню Tools.
- Выбрать «Калибровка акселерометра».
- Утилита попросит положить устройство на ровную горизонтальную поверхность для корректной калибровки. Лучшим вариантом станет стол.
- Нажимаем «Ок», после чего произойдёт настройка датчика и приложение сообщит об окончании калибровки.
Если после всех этих манипуляций в работе акселерометра всё равно наблюдаются проблемы, то можно сделать полный сброс устройства (не забываем, что при хард-резете вся информация с гаджета сотрётся, так что делаем бэкап). Если и этот вариант не поможет, значит, проблема носит аппаратный характер и вам прямая дорога в ближайший сервисный центр, так как ремонт и калибровка акселерометра в домашних условиях без специального оборудования невозможны.
Надеемся, теперь у вас есть представление о том, что такое акселерометр, как он работает и зачем нужен в вашем любимом гаджете. Всегда полезно знать, как устроен гаджет, который сопровождает вас целый день и помогает в работе, учёбе и отдыхе. Оставайтесь с нами, и пусть ваши акселерометры функционируют безупречно!
Короткое видео о том, как откалибровать акселерометр:
Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.
Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:
- Автоповорот ориентации экрана;
- Также акселерометр можно настроить так, чтоб он реагировал на жесты и действия. Например, потрясти смартфон или перевернуть экраном вниз, чтоб заглушить вызов;
- Ещё акселерометр помогает считать шаги и помогает ориентироваться на картах (Google Maps и прочих)
Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.
Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе).
Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.
Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга.
Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!
Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп.
Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе.
Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент.
Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.
Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную.
Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.
Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла.
Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля.
Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.
Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной.
Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите.
Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:
Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли.
Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности.
Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови.
GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.
GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.
Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет.
Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать.
Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.
Вместо заключения
Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1.
Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр.
Каждый современный смартфон оснащается акселерометром и сопутствующими датчиками для отслеживания перемещения — сперва они появились в мобильниках (ещё во времена iPhone 4) для определения точного местоположения, затем стали полезны в играх, а теперь, как следствие, являются неотъемлемыми компонентами гаджетов. Но такие «безобидные» датчики вполне могут использоваться для слежки, и в последнее время специалисты в области кибербезопасности громко заговорили об этом.
Данный материал написан о том, как акселерометр отдельно или в связке с сопутствующими датчиками может использоваться для слежки за владельцами смартфонов, а также о том, почему безразличие Apple и Google в этом вопросе представляет серьёзную опасность для конфиденциальности их пользователей. Топик создан на основе статьи немецкого разработчика и исследователя Томми Мыска (Tommy Mysk) — она описывает положение дел в iOS, но пункты справедливы и для Android.
Содержание
Кратко: что такое акселерометр и зачем нужны другие датчики
Акселерометр — это приборчик, измеряющий ускорение смартфона. Он реагирует на малейшие изменения, будучи способным фиксировать «разгон» даже по нескольким миллиметрам. В современных устройствах акселерометр работает в связке с другими датчиками — к примеру, фреймворк Core Motion на iOS включает его, гироскоп (измеряет угол наклона), педометр (шагомер), магнитометр (фиксирует уровень магнитного поля) и барометр (измеряет атмосферное давление).
Некоторые эти датчики похожи между собой и в принципе годятся для одного и того же, но их всё равно используют в связке для устранения недостатков друг друга. Взять хотя бы функцию ориентации в пространстве: у магнитометра низкая точность для быстрых перемещений, но на длинной дистанции у него практически нет отклонений. Гироскоп же, в своё очередь, быстро и точно реагирует на изменения, но накапливает огромные ошибки по мере измерений. Но даже ему нужно знать начальную ориентацию, поскольку он реагирует только на её изменения.
В рамках этой статьи интересна связка только из двух датчиков: акселерометра и гироскопа. Для краткости далее они часто будут упоминаться под одним названием — акселерометр.
Как приложения могут взаимодействовать с акселерометром
И Apple, и Google считают доступ приложений к почти всем вышеописанным датчикам полностью безопасным — играм и программам не нужно запрашивать у пользователя специальное разрешение на получение информации с этих приборов, в отличие от задействования тех же Bluetooth или GPS. Единственное ограничение — приложения могут считывать данные акселерометра только тогда, когда они открыты (в фоновом режиме отслеживать показатели нельзя — по крайней мере, на iOS).
Как акселерометр можно использовать для слежки
Хоть акселерометр устанавливают в смартфоны в благих целях, его вполне можно исследовать для шпионажа за владельцем гаджета. Это не просто догадки — исследователи подтвердили данное утверждение на опытах, дальше отмечены самые интересные и неочевидные сценарии.
Акселерометр помогает отследить, как вы держите смартфон и как вы двигаетесь. С помощью этого датчика можно понять, что вы делаете в конкретный момент (если держите гаджет в руках): лежите, сидите, идёте, едете на велосипеде и тому подобное. В iPhone нельзя незаметно получить доступ только к шагомеру, так как он защищён системным разрешением, но в открытом доступе есть множество сложных алгоритмов, которые могут обрабатывать данные с других датчиков для подсчёта шагов.
Более того, в том же iPhone есть барометр (тоже со свободным доступом для приложений) — приборчик для измерения давления воздуха и высоты. Благодаря комбинации всех этих датчиков отслеживания перемещения, игры и программы на смартфоне могут запросто определить, что делает человек во время их использования: едет на автобусе, мчится на поезде или летит на самолёте.
Несколькими годами ранее исследователи из Philips Health и Бристольского университета (Англия) занялись вопросом поиска замены стандартным датчикам сердцебиения в фитнес-трекерах, использующих фотоплетизмограмму — метод, основывающийся на регистрации кровяного потока с использованием инфракрасного или светового излучения и фоторезистора или фототранзистора. Они задались этой целью, поскольку соответствующий датчик в носимых гаджетах потребляет слишком много энергии.
В качестве альтернативы они выбрали акселерометр (потребляющий до 5 000 раз меньше энергии). В своём исследовании специалисты создали две модели машинного обучения: одна полагалась исключительно на данные акселерометра, а вторая при необходимости брала данные ещё и с пульсоксиметра. Как показали результаты научной работы, опубликованные в 2018 году, второй вариант оказался довольно удачным — задействуя отдельный датчик сердцебиения всего в 20,25% времени, алгоритм на основе акселерометра предсказал пульс со средней абсолютной ошибкой (MAE) всего в 2,89 удара в минуту.
Хоть первая модель исследователей, которая полагалась исключительно на акселерометр, оказалась провальной (MSE, то есть среднеквадратическая ошибка, — 94,8), результаты научной работы весьма показательны. Они дают понимание того, что даже с помощью акселерометра потенциально можно определить пульс человека во время использования смартфона.
В 2016 году австралийская специалистка в области электротехники доказала экспериментальным путём, что с помощью датчиков в смартфоне (акселерометра и гироскопа) можно довольно точно определять частоту дыхания — погрешность составляет всего 2 вдоха в минуту.
| Расположение | Датчик | Реальное число вдохов за минуту | Измеренное датчиком число вдохов за минуту |
| Брюшная полость | Акселерометр | 13 | 13 |
| Грудь | Акселерометр | 10 | 10 |
| Грудь | Гироскоп | 9 | 11 |
| Брюшная полость | Гироскоп | 15 | 16 |
На практике придуманный ею метод имеет ряд ограничений, из-за которых его вряд ли можно использовать для полноценной слежки, но саму потенциальную возможность однозначно стоит учитывать. Загвоздки две: во-первых, смартфон должен вести измерения в течение минуты (по крайней мере, столько было в исследовании); во-вторых, датчики мобильных гаджетов фиксируют все сигналы окружающей среды — для точных измерений смартфон должен прилегать к поверхности тела, причём полностью.
Это одна из самых опасных угроз конфиденциальности — в 2020 году исследователи разработали алгоритм Spearphone, позволяющий частично распознать речь из динамиков смартфона. Дело в том, что каждый звук создаёт определённые вибрации — если источник звука достаточно громкий, акселерометр способен уловить эти колебания. В своей научной работе учёные выяснили, что если разговор транслируется через обычный динамик телефона (не разговорный), его вибрации вполне можно уловить и распознать.
| 10-кратная перекрёстная валидация | Тест и тренировка | |||
| Модель TIGigits | Список слов PGP | Модель TIGigits | Список слов PGP | |
| Классификация пола | ||||
| Samsung Galaxy S6 | 0,91 | 0,80 | 0,87 | 0,82 |
| Samsung Galaxy Note 4 | 0,99 | 0,91 | 1,00 | 0,95 |
| LG G3 | 0,89 | 0,95 | 0,85 | 0,95 |
| Классификация личности | ||||
| Samsung Galaxy S6 | 0,69 | 0,70 | 0,56 | 0,71 |
| Samsung Galaxy Note 4 | 0,94 | 0,80 | 0,92 | 0,80 |
| LG G3 | 0,91 | 0,92 | 0,89 | 0,95 |
Под распознаванием подразумевается не прямое преобразование вибрации в изначальный звук — Spearphone позволяет классифицировать человека по полу (с точностью более 90%) и личности (более 80%). Распознать речь по вибрации нельзя, но можно пробовать определять факт произношения конкретных слов (к примеру, искать слово «бомба», заранее зная, какая вибрация должна быть в результате произношения этого слова) — правда, точность этой возможности не указана.
| 10-кратная перекрёстная валидация | Тест и тренировка | |||
| Модель TIGigits | Список слов PGP | Модель TIGigits | Список слов PGP | |
| Классификация пола | ||||
| Samsung Galaxy S6 | 0,77 | 0,72 | 0,76 | 0,70 |
| Samsung Galaxy Note 4 | 0,81 | 0,87 | 0,77 | 0,88 |
| LG G3 | 0,99 | 0,95 | 1,00 | 0,95 |
| Классификация личности | ||||
| Samsung Galaxy S6 | 0,33 | 0,34 | 0,26 | 0,29 |
| Samsung Galaxy Note 4 | 0,73 | 0,75 | 0,61 | 0,70 |
| LG G3 | 0,98 | 0,93 | 1,00 | 0,95 |
Все вышеописанные методы задействовали акселерометр «напрямую», но с помощью него можно косвенно определить даже местоположение пользователя, хотя сам по себе данный датчик абсолютно никак не годится для этого.
Представьте, что вы сели в автобус и открыли условный Facebook. Вы беспокоитесь о своей конфиденциальности и запретили приложению отслеживать ваше местоположение, но человек на соседнем сидении менее осмотрительный — он сидит в той же соцсети, но предоставляет ей доступ к местоположению. Поскольку вы оба находитесь на одинаковой высоте, перемещаетесь с одинаковой скоростью и одинаково трясётесь (при наезде на ямы или кочки), приложение потенциально может определить, что вы и ваш сосед едете в одном и том же транспорте, а следовательно, оно может получить и вашу геопозицию благодаря смартфону другого человека.
Какие популярные приложения постоянно используют акселерометр
Томми Мыск проанализировал обращение известных приложений к акселерометру, и выяснил, что некоторые из них используют его или постоянно, или регулярно. Все они принадлежат Facebook.
В других протестированных приложениях (в том числе и Facebook Messenger) исследователь не зафиксировал обращение к акселерометру без какой-либо явной причины: Signal, Slack, Telegram, TikTok, Threema, Twitter и WeChat.
Отдельно стоит упомянуть Chrome, который недавно упрекнули в предоставлении сайтам доступа к акселерометру по умолчанию — авторитетное издание Forbes даже посоветовало своим читателям удалить данный браузер в связи с данной проблемой (в то время, как Safari в iOS по умолчанию блокирует передачу данных акселерометра, в Chrome эта опция включена и помечена как рекомендуемая для использования). Беспрепятственный доступ абсолютно всех сайтов к датчику кажется действительно странным, потому что, по сути, он по-настоящему нужен в основном только картографическим сервисам.
Подытоживая статью, можно смело сделать вывод, что акселерометр, по сути, может так же полноценно использоваться для слежки, как те же службы геолокации. Он может быть отличным инструментом как для обычного шпионажа, так и для создания цифрового отпечатка пользователя, позволяющего показывать ему таргетированную рекламу и даже манипулировать его эмоциями с помощью всё тех же рекламных объявлений.
Да, многие вышеописанные методы слежки через акселерометр работают скорее гипотетически, чем по-настоящему, но факт остаётся фактом. Самое странное, что решение всему этому довольно простое — нужно просто защитить доступ к датчикам отслеживания перемещения системным разрешением, как в случае с Bluetooth или определением местоположения. Скорее всего, этого до сих пор не произошло исключительно потому, что проблема беспрепятственного доступа к акселерометру стала громкой только в последнее время — ранее СМИ о ней мало писали, а и без того перегруженные заботами разработчики операционных систем просто не придавали этой проблеме значения. Можно предположить, что в iOS 14 и Android 13 всё изменится — по крайней мере, очень бы этого хотелось.
Читайте также: