A Apple é uma das marcas que ao longo dos anos mais apostou em desenvolver as suas próprias tecnologias e criou um interessante pacote de patentes ligadas ao mundo dos smartphones. Tecnologias, muitas delas, que mudaram o próprio conceito de telemóvel.
Agora, a empresa de Cupertino patenteou uma tecnologia de reconhecimento de impressões digitais sob ecrã baseada em imagens acústicas.
Dentro das empresas que têm mais patentes registadas, como demos a conhecer aqui, e principalmente no segmento onde se inserem, a Apple, não sendo a maior, é sem dúvida das maiores e promitentes e as tecnologias usadas dependem cada vez menos de terceiros.
Impressões digitais sob ecrã baseadas em imagens acústicas
O departamento de marcas e patentes dos Estados Unidos concedeu à Apple, nesta terça-feira, a patente para a tecnologia de imagem acústica associada à impressão digital, tecnologia para substituir os leitores óticos Touch ID existentes, reforçando rumores de que o botão Home do iPhone não terá uma vida longa.
Como é detalhado na patente americana da Apple n.º 9.747.488 para um “Elemento de deteção ativo para sistemas de imagem acústica”, este método recolhe dados biométricos, especificamente uma impressão digital, através da transmissão e deteção ultrassónica.
As imagens de impressões digitais recolhidas, uma vez processadas, podem ser aplicadas à autenticação do utilizador da mesma forma que o Touch ID. Ao contrário do hardware atual de leitura de impressões digitais da Apple, a tecnologia de imagem acústica não requer acesso ótico a um alvo de avaliação, o que significa que os transdutores ultrassónicos podem ser colocados sob componentes operacionais como um ecrã.
Na definição mais geral, um transdutor é um dispositivo que é capaz de converter um tipo de energia de entrada noutro de saída. Contudo, numa definição mais restrita (e bastante utilizada) é de que transdutor é um dispositivo que transforma um tipo de energia noutro, utilizando para isso um elemento sensor.
Na prática, o sistema de imagem acústica descrito incorpora uma série de transdutores piezoelétricos dispostos num padrão perto da superfície inferior de um dado substrato. Configurado para recolher dados de imagem de um objeto que envolve uma superfície superior do substrato, como um dedo ou uma caneta, esses componentes enviam um impulso acústico na direção à superfície do substrato superior.
Como podemos ver, uma determinada porção do impulso acústico é refletida do substrato superior de volta para a matriz do transdutor, onde as ondas acústicas devolvidas podem ser analisadas para determinar a imagem de um alvo. Mais especificamente, o impulso é refletido de volta como uma função de qualquer objeto que esteja a tocar no substrato superior.
Por exemplo, um dedo introduz um desajuste de impedância acústica, também conhecido como limite acústico, entre si e a superfície superior de um substrato. Os sulcos e os vales de uma impressão digital apresentam diferentes limites acústicos, o substrato do tecido macio e o substrato do ar, respetivamente, e, portanto, produzem uma saída acústica distinta ao ser detetada pelos elementos sensores.
Uma vez recolhidos na matriz do transdutor piezoelétrico, os impulsos acústicos refletidos são transformados em sinais elétricos e analisados. Nalgumas formas de realização, os sinais elétricos correspondem a um único píxel sob imagem maior. Aplicada ao exemplo acima, os píxeis correspondentes às cristas das impressões digitais podem ser mais leves que os que foram atribuídos aos vales.
A Apple na sua invenção notou que os sistemas tradicionais de imagem acústica sofrem de uma série de limitações. Por exemplo, a condução de elementos piezoelétricos pode ter requisitos elétricos substancialmente maiores em comparação com a deteção dos componentes tradicionais. A Apple estima que os elementos piezoelétricos são conduzidos por circuitos de alta tensão variando de 0 a 100 volts, enquanto a deteção é realizada por circuitos de baixa tensão que funcionam entre 0 e 3,3 volts.
Além disso, devido aos materiais de capacitância (capacidade elétrica) comummente utilizados no fabrico de peças piezoelétricas, a condução destes elementos em altas tensões pode resultar em picos de corrente danificados.
Patente Apple resolveu os problemas
Para resolver estas e outras falhas arquitetónicas potencialmente fatais, a Apple propõe, na sua patente, um sistema de controladores de transdutores integrados capazes de operar de forma independente nos modos de movimento e de sensação. Nalguns casos, os chips de deteção / unidade dedicam um ou mais circuitos de sensação e unidade a um transdutor individual. Esta configuração permite o controlo gradual do sistema sobre o sinal de transmissão de uma unidade, tensão de polarização e de referência do solo, efetivamente transformando o transdutor num “sensor ativo”.
O restante da patente mostrada hoje discute aspetos específicos como os modos de operação, tolerâncias de voltagem, formas de realização alternativas e outros detalhes.
Será que a Apple colocará esta tecnologia no iPhone 8?
Se a Apple pretende implementar a tecnologia de imagem acústica num produto de massas não está claro, embora que os rumores no início deste ano tenham sugerido que a empresa estava a procurar estrear um leitor de impressão digital sob ecrã no próximo “iPhone 8”. Uma solução incorporada substituiria o botão inicial que tem anos de idade, proporcionando espaço para um ecrã OLED completo. Mais recentemente, no entanto, os especialistas afirmam que a empresa descartou os planos para integrar o Touch ID no smartphone da próxima geração.
Em vez de – ou ao lado – da autenticação de impressão digital, a Apple tem criado a expectativa de apresentar a tecnologia avançada de reconhecimento facial alimentada por um novo hardware de câmara sensível à profundidade. As linhas de código desenterradas no firmware HomePod recentemente “vazado” sugerem que o chamado recurso “FaceDetect” informará uma variedade de funções, desde a autenticação de utilizadores até ao recurso de pagamentos.