Para avançar a investigação sobre meios de telecomunicação não verbal em tempo real e experimentar um espaço alternativo para interação, foi desenvolvido a inter- face híbrida Trambolho. A interface consiste em duas estruturas autoportantes nas quais podem ser plugados sensores e atuadores que são combinados livremente pe- los usuários. Cada estrutura é montada em um espaço e usa a internet para enviar dados de um ambiente ao outro em tempo real. Por ser autoportante e articulada, a estrutura tem flexibilidade para se adaptar e transformar os espaços, requalificando o ambiente onde ela se instala. Se montada em espaços ocupados anteriormente por grupos sociais diferentes, a interface pode proporcionar o encontro entre essas pes- soas mesmo que não compartilhem o mesmo interesse ou que estejam separadas geograficamente.
Tomei como ponto de partida o Sistema Hidra(!), “[…] um protótipo funcional de um sistema que propicia a recombinação e remapeamento dinâmico entre inputs e outputs, podendo estes serem locais ou remotos” (DE ABREU, 2014, p. 4), criado pelo professor Sandro Canavezzi91. O sistema Hidra(!) fundamenta-se em um softwa- re desenvolvido na plataforma MAX/MSP92 para controlar e programar dinamicamen- te um microcontrolador Arduino93, alterando a conexão entre sensores e atuadores conectados a ele.
Além disso, o software pode se comunicar com outro Sistema Hidra(!) localizado em um ambiente remoto, compartilhando o controle de seus sensores e atuadores. Conceitualmente, o sistema flexível era ideal para o experimento que seria efetuado, mas encontrei dois problemas durante o desenvolvimento da interface: (i) como mo- bilidade era uma prioridade, foi necessário conectar o Arduino ao computador sem o
91 No período em que desenvolvi o Trambolho, o professor Sandro Canavezzi era docente da Universi- dade Federal de Uberlândia, atualmente, é docente da Universidade Federal de Minas Gerais. 92 Max é uma linguagem de programação visual com foco em manipulação e síntese de música e mul-
timídia desenvolvida e mantida pela empresa Cycling ”74, com sede em São Francisco. Para mais informações, acesse o site: <cycling74.com/products/max>. Acesso em: 8 out. 2016.
uso de fios, utilizando o módulo de comunicação wireless XBee, incompatível com o Sistema Hidra(!); (ii) o sistema era incompatível com os sensores de distância e alguns outros sensores, pois usava a biblioteca Firmata para a comunicação entre compu- tador e Arduino, que não incluía essa funcionalidade. Por falta de conhecimento da linguagem de programação do MAX para alterar o Sistema Hidra(!), optei por criar uma versão simplificada no Processing94 que atenderia às minhas demandas. Assim como no Sistema Hidra(!), a interface buscava facilitar a troca de dados entre em es- paços remotos, propiciando a comunicação não verbal por meio da manipulação de atuadores remotos por sensores locais, que podem ser combinados livremente, sem um significado prescrito, cabendo aos usuários definirem o sentido de suas ações.
A interface desenvolvida no Processing conecta o espaço A ao espaço B através da mediação de um servidor. Ao estimular sensores (ex.: potenciômetro) em um es- paço, os dados são coletados pelo servidor, que os envia ao outro espaço, onde ocor- re a decodificação e o estímulo ao atuador (ex.: LED ou ventoinha) correspondente. Cada espaço recebe um kit (FIGURA 28) com um computador, um microcontrolador Arduino e um conjunto de sensores e atuadores.
Os sensores e os atuadores são divididos em dois grupos, analógicos e digitais. Os sensores analógicos são capazes de fazer leituras que variam dentro de uma de- terminada extensão como o sensor de rotação (potenciômetro), o sensor de pressão e o sensor de luz (LDR). Os sensores digitais são aqueles capazes de fazer leituras binárias como o push-button e o sensor de presença. Os atuadores analógicos são os atuadores que variam de intensidade dentro de uma determinada extensão como motor DC, LED, motor de vibração e buzzer. Os atuadores digitais são aqueles que têm apenas dois estados, ligado ou desligado, como o relé. Alguns motores DC são mistos, já que é possível controlar a direção com um input digital e a velocidade com um input analógico.
Cada Arduino está programado para manipular até seis sensores analógicos, seis atuadores analógicos, três sensores digitais e três atuadores digitais. O programa trabalha com a correspondência direta única, ou seja, cada sensor no espaço A con- trola um único atuador no espaço B e vice-versa. Por exemplo, ao girar um potenci- ômetro no espaço A, conectado à entrada analógica 01, o sinal é lido pelo Arduino, enviado ao computador através da porta serial, recebido pelo software desenvolvido
94 Processing é uma linguagem de programação de código aberto e um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) voltado para a arte eletrônica e baseado na linguagem de programação Java. Para mais informações, acesse o site: <processing.org>. Acesso em: 8 out. 2016.
no Processing e enviado ao servidor. Simultaneamente, o software no espaço B lê os dados enviados pelo servidor e os encaminha ao Arduino, que decodifica e altera a velocidade de giro de um motor conectado à saída analógica 01.
Apesar da conexão direta entre os dois espaços ser possível, o uso do servidor tem algumas vantagens, como: simplificar o processo de instalação removendo a ne- cessidade de configurar o roteador da rede local, essencial para um dispositivo que proponha uma instalação efêmera e deseje ser flexível; e permitir a experimentação de outras formas de conexão por meio da mediação e do tratamento dos dados.
Como ilustrado na Figura 29, a transmissão de dados entre sensores e atuadores analógicos pelo servidor pode acontecer de três formas. A atuação direta, na qual o servidor não interfere nos dados enviados, e cada sensor está ligado diretamente a um atuador no espaço remoto; por exemplo, o sensor de giro mede 90% fazendo o servomotor no espaço remoto virar até a posição correspondente a 90%. Já a atua- ção mediada, em que o servidor recebe os dados de ambos os lugares e envia a mé- dia aritmética aos dois espaços estimulando igualmente os atuadores; por exemplo, no espaço A, o sensor de giro mede 90%, e no espaço B, o sensor de giro mede 20%, os servomotores em ambos os espaços vão rodar até a posição correspondente a
Figura 29 – Esquema das possibilidades de mediação pelo servidor.
Fonte: elaborado pelo autor.
55% [ou seja: (90 + 20) / 2]. Por fim, a atuação mediada ponderada, na qual, após a operação dos dados, o servidor envia uma média ponderada aos dois espaços, sen- do que os atuadores têm respostas diferentes. A conexão também pode ser mista, sendo mediada para alguns sensores e direta para outros, podendo usar os sensores e atuadores mediados para criar uma ambiência comum e a conexão direta para a atuação remota.
Cada forma de conexão apresenta vantagens e desvantagens. A conexão direta facilita a comunicação, pois o emissor tem controle exato sobre a informação que chega ao receptor. Essa opção, no entanto, dificulta a operação por excluir o feedback da ação. A conexão mediada, por sua vez, inclui o feedback, estimula os usuários a negociarem para alcançarem o resultado desejado; e como o resultado é similar nos dois espaços, o usuário sabe o que o outro está vendo. No entanto, o controle sobre o próprio espaço e sobre o espaço remoto é reduzido, pois cada usuário contribui com 50% do valor total. Já a conexão ponderada pode ser realizada de diversas manei- ras, variando a porcentagem de influência de um ou outro sensor no valor final. Por exemplo, o usuário pode aumentar o controle sobre seu próprio espaço fazendo que o valor de seu output seja composto por 80% do input local e 20% do input remoto. Nesse tipo de conexão, também é possível a negociação; porém, dependendo dos pesos, pode dificultar o controle do resultado da atuação. No programa criado no Processing, não há uma interface gráfica para manipular a conexão dos atuadores no servidor, sendo necessário fazer pequenas alterações nas linhas de código.
Para transmissão de dados entre sensores e atuadores digitais pelo servidor, além da conexão direta, podem ser usadas as portas lógicas “e” e “ou”. A porta ló- gica “e” significa que os atuadores de ambos os espaços são ligados apenas se os sensores de ambos os espaços estiverem ligados. A porta lógica “ou” significa que os atuadores de ambos os espaços são conectados se o sensor de qualquer um dos dois espaços estiver ligado.
No Sistema Hidra(!), a combinação entre sensores e atuadores é feita por uma interface gráfica no computador. Já no sistema desenvolvido, a combinação é rea- lizada pela manipulação física dos plugs, reduzindo o computador a um relay para o envio da informação. A vantagem é que a manipulação da interface é tangível. A desvantagem é que alguns sensores e atuadores, que apresentam um funcionamen- to especial (como sensor de distância e motor de passo), precisam ficar fixos a uma porta do Arduino determinada pela programação, amortizando as possibilidades de recombinação. Esse é um problema técnico que pode ser solucionado com a criação
Figura 30 – Primeiros esboços do Trambolho.
de algum mecanismo para que o Arduino reconheça qual sensor e atuador está co- nectado e altere automaticamente a programação dos seus pinos.
Como os sensores e os atuadores são fisicamente independentes e conectados ao Arduino por grandes cabos, é possível espacializar a comunicação e adaptar a in- terface a diferentes espaços. Com a espacialização, a atuação remota, os inputs que demandam um engajamento corporal (sensor de presença e distância) e os outputs que estimulam hapticamente (motores), é possível ir além do estímulo visual e am- pliar a sensação de presença e pertencimento.
Foram realizados testes conectando duas salas da Escola de Arquitetura da UFMG via internet. O servidor foi instalado em um computador do LAGEAR que tem acesso direto à internet utilizando um IP fixo, e os clientes foram conectados à inter- net pelas redes internas da sala onde estavam instalados. O programa desenvolvido conseguiu enviar os dados com sucesso a uma taxa de atualização de 30 fps, adequa- da para uma comunicação em tempo real. Os sensores (potenciômetro, push-button e LDR) foram conectados diretamente (sem a mediação do servidor) aos atuadores (motores DC e LEDs).