2. L'unione di due sensori

Bene, allora abbiamo scoperto che il sensore giroscopico ha le sue complessità, ma di preciso, cos'ha reso così difficile questo lavoro?

Beh, come abbiamo detto, il dispositivo è in grado di rilevare rotazioni e torsioni. Ma detto questo, una volta fuori dell'area in cui lo si può effettivamente osservare, non si può essere sempre sicuri che i dati ricevuti siano affidabili.

Ciò significa che compiendo un ampio movimento con il telecomando Wii, si potrebbe uscire dall'area coperta dal sensore e il movimento non verrebbe dunque riportato nel gioco.

Esatto.

Chiediamo a Ito-san, che si è occupato dei circuiti elettrici, di spiegarci come siete riusciti a risolvere questo problema.

Certo. Beh, abbiamo aumentato la sensibilità del sensore giroscopico per Wii fino a cinque volte quella di un normale sensore. Dopotutto, i sensori giroscopici usati nelle videocamere rilevano solo una rotazione di circa 300 gradi al secondo, quindi sono abbastanza lenti...

A me 300 gradi al secondo non sembrano pochi! (ride)

Eppure alcune persone compiono movimenti incredibilmente veloci mentre giocano.

Quindi, se un sensore rilevasse solo una rotazione di 300 gradi al secondo, in alcuni casi il limite del sensore verrebbe superato e non verrebbe riprodotto nessun movimento oltre questo limite.

Esatto. Per questo abbiamo progettato un sensore in grado di rilevare 1600 gradi di movimento al secondo.

Ossia circa quattro rotazioni e mezzo al secondo. Certo che è un bello sforzo ruotare la mano così tanto!

Esatto. In questo modo siamo sicuri di rilevare tutti i movimenti veloci. Ma poi abbiamo dovuto affrontare anche la necessità di rilevare i movimenti lenti.

Sembra che qui ci sia una contraddizione! Dopo tutto, se il dispositivo riesce a rilevare i movimenti rapidi, è logico pensare che per captare i movimenti lenti sia necessaria una sensibilità minore.

Questo secondo la sua logica! (ride) Ma volevamo fare davvero il possibile perché rilevasse anche i movimenti lenti. Ne ho discusso più volte con Ota-san.

Sì, ne abbiamo discusso parecchie volte, non è vero?

Allora, Ota-san, come avete risolto questa questione?

Abbiamo progettato il sensore con due modalità: una per i movimenti veloci e l'altra per i movimenti lenti.

E in cosa consistono precisamente queste due modalità?

Beh, poiché i dati sono trasmessi in wireless dal sensore, la loro risoluzione è già determinata. Immaginiamo che ci siano dieci bande a cui inviare i dati. In realtà sono di più, ma uso questo esempio per comprendere meglio. Dunque, se le bande sono dieci, significa che si possono inviare solo i dati che vanno da zero a nove.

Quindi, supponendo che la risoluzione dei dati sia fissata in dieci bande, non è possibile aumentarla semplicemente fino a venti, giusto?

Esatto, non si può. Facciamo un esempio usando la velocità di un'auto. Se l'auto viaggia a una velocità fino a dieci chilometri all'ora, i dati sulla velocità attuale sono inviati in unità di un chilometro orario. Vale a dire, ogni banda corrisponde a un chilometro orario. Tuttavia, se aumentassimo la velocità massima e misurassimo fino a cento chilometri all'ora, ogni unità diventerebbe di dieci chilometri orari. Questo significa che non riusciremmo più a rilevare le velocità minori, come due o tre chilometri orari.

Quindi regolando le impostazioni per misurare le alte velocità fino a cento chilometri orari, i dati verranno misurati con incrementi di dieci chilometri orari.

Esatto. Per questo abbiamo dotato il sensore di due modalità: la modalità bassa velocità, in cui i dati sono inviati in dieci fasce, entro una gamma fino a dieci chilometri orari, e la modalità alta velocità, in cui i dati sono inviati in dieci fasce, entro una gamma fino a cento chilometri orari.

Quindi, con due modalità, è stato possibile creare un'elevata sensibilità per i piccoli movimenti, permettendo allo stesso tempo di rilevare quelli più dinamici.

Esatto.

Allora è così che avete realizzato il sensore in grado di rispondere ai movimenti lenti. Ma il sensore giroscopico ha presentato anche altre difficoltà, vero?

Sì, infatti. La sensibilità di rilevamento del sensore giroscopico poteva essere pregiudicata dalla temperatura circostante.

Infatti la "M" di MEMS sta per "meccanico".

Quindi questo inconveniente si può verificare proprio perché è meccanico.

Di solito, se l'oggetto in questione è fermo, i dati inviati dovrebbero essere pari a zero. Ma nel caso del sensore giroscopico, anche se perfettamente immobile, dopo un po' vengono inviati dati con valore uno o due.

Quindi, sebbene nessuno lo tocchi, si comporta come se si muovesse.

Il termine tecnico per questo fenomeno è "deriva termica".

Ossia, a causa delle variazioni di temperatura, il punto che dovrebbe essere lo zero va fuori posto.

La temperatura non è la sola causa: l'umidità o sbalzi improvvisi possono avere lo stesso effetto. Allora abbiamo discusso le varie soluzioni per riuscire a realizzare un sensore che non presentasse questo problema...

Ma è...

...impossibile! Eppure c'è un modo per aggirare il problema. Basta integrare un sensore completamente distinto che corregge il punto zero... diciamo così.

Ma non potevamo far lievitare inutilmente i costi.

Per questo la nostra unica opzione era cercare di trovare una soluzione basata su un software. Abbiamo provato una serie di soluzioni, procedendo per tentativi.

Quindi, era assolutamente necessario escogitare un metodo per rilevare l'immobilità del telecomando Wii.

E la prima idea che ci è venuta in mente è stata l'accelerometro. Abbiamo pensato di poterlo usare per rilevare l'eventuale movimento, ma...

Non ha funzionato, è così?

Esatto. Il sensore giroscopico è molto più sensibile dell'accelerometro, quindi c'erano casi in cui il sensore giroscopico si muoveva sebbene l'accelerometro indicasse zero.

Quindi era inutile...

Alla fine siamo riusciti a fare in modo che il sensore giroscopico riuscisse a rilevare effettivamente l'assenza di movimento.

Quindi, nonostante le oscillazioni di temperatura e umidità, il sensore giroscopico è in grado di funzionare correttamente.

Esatto. Questo grazie al software che abbiamo adottato.

Dunque, Ota-san, mentre cercavate di domare quel sensore giroscopico così selvaggio, stavate sviluppando anche l'SDK, ossia il kit per lo sviluppo del software. Secondo lei, quali nuove dimensioni si sono aperte per lo sviluppo del gioco, grazie alla combinazione dell'accelerometro e del sensore giroscopico? Vorrei sentire la sua opinione a posteriori, visto che ha partecipato allo sviluppo di una grande varietà di giochi

Secondo me, la vera, straordinaria innovazione è che Wii MotionPlus consentirà agli sviluppatori di videogiochi di comprendere le sensazioni del giocatore.

Le sensazioni del giocatore?

Essendo in grado di rilevare la rotazione, il movimento del telecomando Wii in mano al giocatore e il movimento dell'oggetto sullo schermo corrispondono in tempo reale. Una conquista che sognavamo di raggiungere da tempo!

Senza dubbio.

Ma non è stato facile. Le sole misure a cui abbiamo accennato, come l'ampliamento della fascia di rilevamento della velocità o l'aumento della sensibilità per la bassa velocità, non erano sufficienti.

C'era anche il problema della deriva termica.

Non solo. Siccome il trasferimento dei dati avviene senza fili, c'era il rischio che alcuni andassero perduti. Tutto ciò significa che muovendo il telecomando Wii, la sincronizzazione tendeva a venir meno rispetto al movimento dell'oggetto corrispondente sullo schermo.

E come avete risolto questo problema?

Usando il solo sensore giroscopico, non riuscivamo a trovare una soluzione soddisfacente a questo problema, invece l'accelerometro si è dimostrato molto utile.

Si trattava dunque di un problema non risolvibile né dal sensore giroscopico, né dall'accelerometro da soli. Invece i due sensori combinati erano in grado di produrre il risultato tanto atteso, ossia la possibilità di comprendere le sensazioni del giocatore.

Esattamente.