IT201800006309A1

IT201800006309A1 - Dispositivo interattivo a percussione per applicazioni acustiche

Info

Publication number: IT201800006309A1
Application number: IT102018000006309A
Authority: IT
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2019-12-14
Also published as: EP3582215A1; JP2019217279A; US10770046B2; CN110610692A; US20190385576A1

Description

DISPOSITIVO INTERATTIVO A PERCUSSIONE PER APPLICAZIONI ACUSTICHE

DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo portatile deformabile, in particolare un dispositivo interattivo capace di assorbire sollecitazioni esterne e di tradurle, tramite sistema di elaborazione ed interfaccia di trasmissione audio, in impulsi sonori.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Il progresso tecnologico, tra le svariate innovazioni volte alla soluzione di problemi pratici, ha portato allo sviluppo di metodi, servizi e prodotti di supporto al singolo individuo. In particolare, la ricerca ha mirato a sviluppare e realizzare dispositivi elettronici flessibili alle più disparate esigenze proprie dell'individuo, in grado di soddisfare un bisogno o una volontà espressa dall'utente attraverso un determinato comando.

Sono nati così i dispositivi HID (Human Interface Device) sviluppati per interagire direttamente con l'utente, con una latenza minima o accettabile, che sia in grado di rilevare un comando, eseguito a voce o da un esercizio fisico dell'utente, per esempio un tocco su tastiera o su schermo touch-screen o un movimento di un arto, e conseguentemente di interpretarlo istantaneamente e di rimando avere una risposta riconoscibile dallo stesso utente tramite interfaccia interattiva digitale.

L'industria hi-tech è oggi particolarmente attiva nello sviluppo di dispositivi interattivi inglobati sia nei veicoli sia nei più svariati strumenti maneggiabili di uso comune, tanto da essere diventato oramai parte integrante e significativa della vita sociale della società contemporanea.

In particolare, si sono realizzati dispositivi interattivi ad alta capacità di interconnessione, come ad esempio i controllori di gioco, volti a tradurre specifiche attività motorie dell'utente in movimenti virtuali coniugando alta precisione e semplicità d'uso e permettendo di raggiungere un coinvolgimento assoluto dell'utente.

Inoltre, significativa è stata l'introduzione di studi psicologici nell'ambito tecnologico che ha portato di fatto alla produzione di soluzioni che più si avvicinano ai particolari gusti dei clienti. Si è quindi giunti allo sviluppo di apparecchi che elaborano dati prelevati da movimenti di un utente per analizzare un comportamento e di conseguenza indicare le corrette movenze per perfezionare la tecnica.

Per realizzare opportunamente questi dispositivi, l'elettronica è stata implementata negli oggetti e negli strumenti che caratterizzano i vari sport, come le scarpe specifiche delle varie discipline sportive, gli sci, la racchetta da tennis, la mazza da baseball, la pallina da golf e i vari modelli di palloni usati nel calcio, nel basket, nella pallavolo, nel football americano, nella pallanuoto e così via.

In particolare, diverse sono le palle equipaggiate di dispositivi elettronici inseriti all'interno della cavità generalmente riempita d'aria, o più preferibilmente nei pannelli di cuoio o di plastica o negli strati che costituiscono l'intelaiatura esterna. Siffatti dispositivi sono sensori e modelli di interfaccia hardware e software per la connettività ad un dispositivo interattivo remoto, a cui giungono i dati da elaborare per fornire un'analisi completa della prestazione effettiva, aiutando in tal modo l'atleta a potenziare la propria intelligenza agonistica. Le informazioni digitali inviate dai sensori offrono la possibilità di accumulare esperienza dai particolari gesti atletici allargando i propri limiti di fisicità, tecnica e talento e rendere così più efficaci le individuali prove sportive.

D'altronde, tali dispositivi interattivi di tecnica nota hanno funzionalità esclusivamente di analisi dei dati raccolti, necessitando di almeno uno strumento di misura ulteriore di riferimento per poter determinare la posizione e la traiettoria della palla.

Infatti, gli attuali strumenti interattivi soggetti ad urti vengono progettati per elaborare i risultati ottenuti una volta provocate le sollecitazioni, per esempio i punteggi stabiliti dai colpi o dai tiri effettuati sulla palla, non sfruttando le sollecitazioni stesse per altri obiettivi che possano offrire una qualsiasi attività creativa al di là della concezione di mera analisi sugli effetti ottenuti da dette sollecitazioni.

Gli inventori hanno potuto constatare che di particolare interesse sono i dispositivi interattivi strutturati per esaltare abilità dell'utente nell'uso creativo di un dispositivo siffatto nel campo della musica.

In particolare, dal naturale gesto archetipo di far ripetutamente balzare una palla a terra, essendo un'azione di coordinamento di natura fortemente ritmica, si può constatare che, se ad ogni rimbalzo si associa una nota musicale, si crea l'opportunità di sfruttare la creatività applicata sui particolari ritmi ottenuti. In tal modo, da una semplice serie di rimbalzi si può realizzare, per abilità e creatività, una personale composizione musicale.

Tuttavia, non si hanno ad oggi a disposizione strumenti a percussione o strumenti di musica elettronica che siano in grado di tradurre la serie di sollecitazioni e deformazioni dovute all'ulto, allo schiacciamento e al rimbalzo della palla in una riproduzione di suoni musicali diversificati per intensità, tonalità ed effetti vari, concretizzando così una qualsiasi opera musicale plasmata nella mente dell'utente dal particolare ritmo conseguito per effetto delle forze meccaniche applicate alla palla.

DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è pertanto di proporre un sistema che sia in grado di trasformare in impulsi sonori i dati elettronici ricavati per trasduzione da una qualsiasi sollecitazione esterna, per esempio un qualsiasi urto, applicata ad un corpo elastico portatile e di inviare detti dati in tempo reale - o con latenza accettabile - ad un sistema di elaborazione interattivo remoto, in modo da ottenere un sistema univoco del segnale ottenuto, con diversa sonorità nei passaggi di tono e nelle modulazioni dinamiche prodotte a seconda delle diverse velocità, angolazioni, intensità delle forze d'urto, e così via, applicate al corpo elastico da parte dell'utente.

Questo scopo viene raggiunto attraverso le caratteristiche menzionate nella rivendicazione 1. Le rivendicazioni subordinate descrivono caratteristiche preferenziali dell'invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risultano comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, data a puro titolo esemplificativo, e non limitativo, ed illustrata nei disegni allegati, nei quali:

fig. 1 è una vista in prospettiva dell'involucro esterno aperto e del suo contenuto di una forma di esecuzione preferita secondo la presente invenzione;

fig. 2 è una vista in prospettiva dell'involucro interno aperto e del suo contenuto di una forma di esecuzione preferita secondo la presente invenzione;

fig. 3 è una vista in pianta dell'involucro interno aperto e del suo contenuto di una forma di esecuzione preferita secondo la presente invenzione;

fig. 4 è una vista in pianta dell'involucro esterno di una forma di esecuzione preferita secondo la presente invenzione;

fig. 5 è una vista in sezione lungo il piano A-A di una forma di esecuzione preferita secondo la presente invenzione; e

fig. 6 è una vista del diagramma di flusso che descrive il funzionamento secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PREFERITA FORMA DI ATTUAZIONE

Nella fig. 1 è illustrato un dispositivo interattivo 1 a percussione composto da un involucro 2 esterno di forma sferica e in materiale deformabile, che alloggia al suo interno un'apparecchiatura elettronica provvista di opportuna programmazione software, come sarà ben comprensibile dalla descrizione che segue. Internamente - di supporto e ritegno all'apparecchiatura elettronica - è disposto un involucro 3 interno; entrambi gli involucri 2,3 sono divisibili in due metà simmetriche.

Il detto involucro 2 esterno è costituito da elastomero dotato di elevata elasticità, in particolare sostanza gommosa con caratteristiche adatte al rimbalzo, per esempio silicone, poliuretano, polipropilene, polivinilcloruro e polibutadiene. Se necessario, la sostanza gommosa viene additivata con particolari sostanze, per esempio i plastificanti, per renderla ancor più elastica e appropriata ai rimbalzi, con un coefficiente di restituzione adeguato per il funzionamento corretto della presente invenzione. Lo spessore 4 tra la superficie esterna e la superficie interna di materiale solido è prossima ad un terzo del diametro del dispositivo 1, per esempio 30 mm. La parete interna dell'involucro 2 esterno è modellata per racchiudere una cavità 5 vuota di forma sferica. I due elementi 2A,2B che costituiscono l'involucro 2 esterno vengono serrati tramite un sistema ad impegno stabile, tipicamente a vite o ad incastro o per incollaggio, per ottenere una sigillatura ermetica dell'involucro 2 esterno. Detto involucro 3 interno viene agganciato stabilmente, utilizzando eventualmente del collante, al sistema di lamelle 6 dell'intelaiatura presente nella cavità 5.

All'interno della cavità 5 è disposta, quindi, una serie di dette appendici 6 interne dell'involucro 2 esterno a formare un sistema di intelaiatura a supporto dell'involucro 3 interno e sono dimensionate in modo che sia previsto un interstizio tra di esse, non ci siano vuoti tra le lamelle 6 inferiori e le corrispettive lamelle 6 superiori quando le due porzioni 2A,2B dell'involucro 2 esterno si uniscono e sia previsto lo spazio necessario per alloggiare con precisione l'involucro 3 interno.

L'involucro 3 interno è costituito di materiale plastico, normalmente più rigido del materiale dell'involucro 2 esterno. Detto involucro 3 interno assume forma sferica con una cavità interna, presentando uno spessore di materiale solido di gran lunga inferiore allo spessore 4 dell'involucro 2 esterno. Detto involucro 3 interno svolge la funzione di un guscio protettivo per contenere e proteggere al suo interno la parte elettronica 7 della presente invenzione.

Sono previsti elementi di illuminazione, per esempio LED (Light Emitting Diode), nel dispositivo 1, preferibilmente nella cavità 5 in cui è montato l'involucro 3 interno, collegati elettricamente alla circuiteria 7 interna. In tal caso, il materiale dell'involucro 2 esterno è composto di materiale trasparente o semiopaco, per garantire la visione degli elementi a emissione di luce attraverso la superficie dell'involucro 2 esterno.

Eventualmente, non è escluso che il materiale dell'involucro 2 esterno abbia superficie opaca. In tal caso, è previsto un opportuno orifizio sulla parete esterna per permettere l'emissione della luce prodotta da almeno un LED.

La parte elettronica comprende un circuito stampato 7 PCBA (Printed Circuit Board Assembly), o PCB, e due batterie 8,9 dislocate rispettivamente a ridosso della superficie superiore e della superficie inferiore della scheda elettronica 7 PCBA ed entrambe connesse elettricamente alla detta scheda elettronica 7. Detta scheda elettronica 7 presenta pianta circolare per l'alloggiamento in corrispondenza di un sottosquadro 13 ricavato alla base circolare delle due semisfere 3A,3B che costituiscono il guscio 3 interno. I due elementi 3A,3B vengono uniti per incastro e/o per incollaggio.

Le batterie 8,9 sono di tipo convenzionale e di voltaggio appropriato per l'alimentazione della scheda elettronica 7. A detto circuito stampato 7 è collegato un cavo 10 di collegamento elettrico, di appropriata lunghezza, uscente da una fessura 11 posta sulla superficie inferiore dell'involucro 3 interno, alla cui estremità si ha un connettore 12. La scheda circuitale 7 presenta, quindi, una parte circuitale adibita alla ricarica delle batterie 8,9 connessa al cavetto elettrico 10. Il connettore 12 è installato in corrispondenza di una fessura 14 dell'involucro 2 esterno per ii collegamento ad un dispositivo interattivo remoto. Detto connettore 12, dotato di porta ad interfaccia USB (Universal Serial Bus), per esempio Micro-USB, presenta compatibilità universale con collegamento, tramite apposito cavetto esterno, a svariati dispositivi interattivi, per esempio fotocamera, videocamera, smartphone, tablet, HD esterno, TV, PC, laptop, MP3/MP4, iPod, iPad. Si fa impiego di una porta USB per la ricarica delle batterie 8,9 e per la trasmissione di dati tra il software installato nella scheda elettronica 7 e il relativo software applicativo presente nel dispositivo interattivo remoto. Nel PCBA 7 vengono integrati vari sensori di misura elettronici, tra i quali un giroscopio a tre assi Χ,Υ,Ζ, un accelerometro a tre assi Χ,Υ,Ζ, eventualmente altri accelerometri, e un magnetometro, montati all'interno del guscio 3 interno, e almeno un sensore di forza/pressione applicato su un punto della cavità 5 dell'involucro 2 esterno, per esempio usando sensori di deflessione ovvero estensimetri (Strain Gauges). Preferibilmente vengono utilizzati sei estensimetri applicati agli assi Χ,Υ,Ζ, in particolare due per ogni asse e disposti in maniera simmetrica, ma non si esclude la possibilità di utilizzare più sensori di deformazione applicati all'interno della cavità 5.

In corrispondenza della fessura 14 dell'elemento 2B dell'involucro 2 esterno è installato un LED, connesso alla scheda elettronica 7, che avvisa della ricarica in corso delle batterie 8,9. Eventualmente, detto LED è installato all'interno del connettore 12 o in un orifizio differente dalla fessura 14.

In aggiunta, è previsto un LED di CPU, collegato alla scheda elettronica 7, installato nella fessura 14 o direttamente nel connettore 12 o in un apposito orifizio.

Tutti i sensori di misura sono costruiti in tecnologia MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) o NEMS (Nano Electro-Mechanical Systems) o altra tecnologia applicata ai sensori di misura e ai trasduttori elettronici di piccole dimensioni. Le misure rilevate, quindi, vengono convertite in segnali analogici. In seguito detti segnali vengono trasformati in dati digitali tramite convertitori analogico-digitali (ADC), amplificati da opportuni circuiti amplificatori, filtrati da possibili segnali di rumore, elaborati da un microcontrollore e, una volta trattati tramite una ben determinata modulazione e sistema di impacchettamento di dati digitali, inviati all'antenna di trasmissione.

Il circuito stampato 7 presenta tutti gli elementi elettronici necessari per contenere ed eseguire un algoritmo utile per elaborare i dati ricevuti dai sensori e trasmetterli tramite tecnologia di connettività wireless utilizzando un modulo trasmettitore-ricevitore integrato di tecnologia Bluetooth, in particolare modulo BLE (Bluetooth Low Energy), di tecnica nota, per la connessione in modalità wireless a un dispositivo elettronico di elaborazione e interattivo remoto, per esempio smartphone, tablet, TV, PC, laptop, iPod, iPad, auto, Home Sound System interattivo. In generale, detto dispositivo interattivo remoto deve essere in grado di installare ed elaborare le informazioni provenienti dal dispositivo della presente invenzione e deve essere dotato di almeno una memoria, un display, un sistema di trasmissione dati in tecnologia Bluetooth, di uscite, tramite filo o in modalità wireless, per il collegamento a dispositivi di trasmissione audio, per esempio cuffie, auricolari, casse acustiche, impianto stereo, e eventualmente di accesso ad Internet, per un possibile utilizzo di strumenti di interazione e condivisone per membri di una community virtuale.

Da un punto di vista dimensionale, l'involucro 2 esterno ha diametro compreso tra 70 mm e 125 mm, preferibilmente 75 mm.

Inoltre, lo spessore 4 tra le superfici esterna 2 ed interna 3, di materiale solido, si aggira intorno ad 1/3 del diametro del dispositivo 1.

La dimensione della scheda elettronica 7 e delle batterie 8, 9 determina il volume di detto involucro 3 interno. Generalmente, la scheda elettronica 7 presenta un diametro di qualche decina di millimetri, per esempio 20 mm. Non è escluso che venga usata una scheda elettronica 7 di dimensioni inferiori. Il guscio 3 interno presenta un diametro di poco superiore al diametro della scheda 7, per esempio 24 mm.

Il dispositivo secondo l'invenzione è opportunamente provvisto di una componente software strutturata in due parti:

1. Un programma firmware, comprendente una sequenza di istruzioni integrate nell'hardware della scheda elettronica 7 per ricevere i segnali inviati dai trasduttori dei vari sensori di misura, amplificarli per mezzo di appositi amplificatori integrati, analizzarli e inviarli al sistema di ricetrasmissione via Bluetooth, per eseguire i segnali di comando pervenuti dal dispositivo interattivo remoto tramite Bluetooth o cavo di trasmissione/ricarica 10 e per gestire la ricarica delle batterie 8,9. In generale, lo scopo del firmware è quello di avviare la scheda elettronica 7 e i vari sensori di misura e consentire alla scheda elettronica 7 di interagire con altri componenti hardware tramite l'implementazione di protocolli di comunicazione, per esempio Bluetooth, e tramite l'interfaccia di programmazione, descritta in seguito. Infine, l'aggiornamento del firmware della scheda elettronica 7 viene effettuato tramite collegamento Bluetooth o tramite cavo di trasmissione/ricarica 10.

2. Un programma software applicativo che deve essere installato in un qualunque dispositivo interattivo remoto compatibile alla logica della presente invenzione per la comunicazione con il dispositivo 1 ed elaborazione dei segnali inviati da detto dispositivo 1. Il programma software applicativo deve essere in grado di ricevere i dati giunti da un modulo Bluetooth, di elaborare tali dati e di inviarli ad un sistema di uscita audio. In particolare, detta applicazione comprende un algoritmo che esegue operazioni matematiche sui vari pacchetti di dati digitali in arrivo dal dispositivo 1, che contengono le informazioni ricavate dalle diverse misure rilevate da ogni sensore di misura, in modo che il risultato finale costituisca una ben determinata sequenza di impulsi sonori, caratterizzati da una particolare tonalità e/o effetto sonoro desiderato, risultando così, all'orecchio dell'utente, in una composizione di note musicali. A tale scopo sono previsti file di raccolta dati che contiene una vasta gamma di tonalità ed effetti sonori digitali da applicare al particolare impulso audio selezionato dall'algoritmo. In generale, l'algoritmo crea delle combinazioni tra i dati afferenti al rilevamento dell'impatto - accelerazione, velocità rilevata dall'accelerometro, velocità angolare rilevata dal giroscopio, inclinazione ed orientamento del dispositivo 1 rilevati dal magnetometro, pressione e forza di deformazione da urto rilevati dagli estensimetri - allo scopo di far corrispondere ad una data combinazione una particolare tonalità o effetto sonoro applicato ad un impulso audio selezionato. Tale programma software comprende un'interfaccia utente che consente di controllare l'audio, con la regolazione dell'altezza, frequenza e durata di una corrispettiva nota musicale dal particolare impulso audio, e di scelta di un particolare effetto audio da applicare alla nota musicale. Inoltre, è prevista un'interfaccia utente opportunamente adibita, tramite collegamento Bluetooth o cavetto 10, alla visualizzazione, alla modifica e aN'aggiornamento delle istruzioni che compongono il firmware della scheda elettronica 7 del dispositivo 1.

In generale, l'intero programma software è strutturato in modo che, una volta avviato il sistema della presente invenzione, l'istante di una qualsiasi sollecitazione esterna - deformazione, percussione, schiacciamento, lancio, rimbalzo, agitazione, rotazione, cambiamento di posizione, variazione di velocità ed accelerazione, traslazionale e rotazionale - applicata al dispositivo 1 determini il trigger (innesco elettronico) di una sequenza di impulsi elettrici, corrispondenti ai singoli eventi di sollecitazione esterna successivi al primo evento di innesco e ricavati dai vari sensori di misura disposti in detto dispositivo 1. Ogni impulso corrisponde ad un particolare istante di una specifica sollecitazione esterna. L'intervallo tra un impulso e l'altro è determinato dall'intervallo tra un istante ed un istante successivo di sollecitazione esterna. Detti impulsi trasformati, tramite trasduttori, in bit digitali vengono inviati -sotto forma di pacchetti di bit digitali - al dispositivo interattivo remoto e lì trasformati - tramite un'opportuna interfaccia audio - in una determinata sequenza di impulsi audio. Detti segnali audio verranno prelevati e spediti al mixer - in cui verranno elaborati con l'aggiunta di determinati effetti audio -per essere trasformati ed inviati ad un diffusore acustico - altoparlante (speaker) - come segnali sonori.

In particolare, la sequenza dei segnali audio risultante verrà inviata alla porta d'uscita audio, eventualmente wireless, del dispositivo interattivo remoto per il collegamento ad un diffusore acustico, per esempio cuffie o casse acustiche.

Inoltre, è prevista un'interfaccia utente attraverso la quale visualizzare, modificare e registrare le tracce audio, con eventuali effetti audio e la simulazione di strumenti di vario genere per ottenere una composizione musicale originale, secondo un gusto personale. Tale programma si comporterebbe come una workstation audio digitale, completa di analizzatore, equalizzatore, sintetizzatore e mixer digitali, e completa di un'interfaccia grafica opportuna per l'esecuzione della composizione musicale. Inoltre, l'applicazione permette di esportare i corrispettivi file delle composizioni musicali in diverso formato, per esempio WAV, MP3, FLAC, WMA, AAC. Per il salvataggio della composizione creata è necessario prevedere un file presente nella memoria del dispositivo interattivo remoto. Non è escluso che il salvataggio sia effettuato, tramite connessione ad Internet, su una piattaforma cloud per l'ascolto, anche in tempo reale, e la condivisione delle composizioni create da più utenti su un'opportuna piattaforma interattiva per una community virtuale.

Inoltre, detta applicazione offre la gestione multimediale comprendente la visualizzazione di presentazioni su interfaccia grafica durante l'esecuzione, la registrazione del brano prodotto, l'accesso alla telecamera nel caso sia integrata nel dispositivo interattivo remoto, per esempio smartphone, la registrazione video dell'esecuzione, la gestione e la riproduzione di file audio e video, nonché di effetti visivi e sonori, contenuti in album di raccolta, accesso ad Internet per la condivisione, anche in tempo reale, del file audio e/o del file video in una piattaforma interattiva di community.

E' da intendere che la comunicazione tra il dispositivo 1 e il dispositivo interattivo remoto sia possibile utilizzando il programma applicativo sviluppato per la messa in opera della presente invenzione, ma non è escluso che si possano usare convenzionali programmi DAW (Digital Audio Workstation) di elaborazione, registrazione e riproduzione digitale di musica, ad esempio Ableton Live, Pro Tools, Logic Pro, Ardour, MusE, e così via.

Inoltre, è previsto un codice identificativo inserito nel dispositivo 1 da essere rilevato via Bluetooth dall'applicazione in uso nel dispositivo interattivo remoto.

La regolazione delle impostazioni di rilevamento delle misure dei vari sensori e il pilotaggio di eventuali elementi di illuminazione (ad esempio LED), contenuti nel dispositivo 1 è messo in pratica mediante l'applicazione sviluppata per la presente invenzione utilizzando un qualsiasi dispositivo interattivo remoto collegato a detto dispositivo 1 tramite cavetto 10 o tramite connessione Bluetooth.

In aggiunta, l'applicazione opera in modo che una data tonalità o un dato effetto audio prodotto corrispondano ad un segnale di attivazione, trasmesso via Bluetooth, di un LED di un particolare colore montato nel dispositivo 1, il tutto sincronizzato con gli effetti visivi mostrabili sull'interfaccia display del dispositivo interattivo remoto durante l'esecuzione della messa in opera della presente invenzione.

Quindi, durante la procedura di esecuzione vi è un continuo scambio di informazioni tra il dispositivo 1 e il dispositivo interattivo remoto, permettendo l'attuazione simultanea della riproduzione audio delle tracce digitali inviate dal dispositivo 1, l'utilizzo del display del dispositivo interattivo remoto che consente la riproduzione di immagini correlate al ritmo della musica e la visualizzazione delle varie interfacce API (Application Programming Interface), l'illuminazione dei LED - adibiti per effetti visivi - montati nel dispositivo 1, la registrazione delle tracce audio e la registrazione di filmati video tramite accesso alla telecamera integrata nel dispositivo interattivo remoto, detti file audio e video caricati nella memoria di detto dispositivo interattivo remoto o in una piattaforma cloud tramite accesso Internet, e infine l'accesso ad una piattaforma di community.

La gestione del flusso di dati scambiati tra il dispositivo 1 e il dispositivo interattivo remoto avviene mediante il protocollo di interfaccia MIDI (Musical Instrument Digital Interface). In particolare, il protocollo MIDI codifica i segnali raccolti durante la messa in opera del dispositivo 1 e li trasmette in tempo reale al relativo dispositivo interattivo remoto.

Le funzioni di interfaccia utente e generazione del suono vengano separate rispettivamente in un MIDI controller (dispositivo di input) e in un sintetizzatore, con i due dispositivi comunicanti attraverso un linguaggio descrittivo di esecuzione musicale come MIDI o Open Sound Control.

L'interfaccia MIDI sul dispositivo interattivo remoto assume la funzione di controller MIDI dove i comandi, ovvero le modalità di esecuzione della presente invenzione ad opera dell'utente, tradotti in messaggi digitali MIDI, viaggiano in tempo reale dal dispositivo master (dispositivo interattivo remoto) ai dispositivi slave (dispositivo 1 e a vari dispositivi acustici esterni). Detti messaggi vengono interpretati ed associati a un timbro particolare tramite il supporto software - contenuto nell'applicazione della presente invenzione - che funge da sequencer MIDI per consentire l'esecuzione, la modifica e la registrazione della personale performance musicale. La logica di funzionamento MIDI per la caratterizzazione del risultato sonoro è caratterizzata dall'invio di messaggi digitali che contengono il numero di nota, espressa in valori da 0 a 127, e la velocità di pressione che regola la dinamica di esecuzione, espressa in valori da 0 a 127. Inoltre, il protocollo MIDI, tra le altre funzioni, è adibito all'invio di messaggi di tipo CC (Control Change), Pitch Bend, Modulation, e così via.

In generale, come si comprende dalla fig. 6, una volta installato ed avviato il programma software sviluppato esclusivamente per la presente invenzione su un qualunque dispositivo interattivo remoto compatibile e azionata la parte elettronica del dispositivo 1, un sistema di sensori di misura, tra i quali accelerometri, giroscopi, magnetometri e sensori di forza/pressione, rileva ad istanti di tempo differenti, una serie di misure, tra cui accelerazione, velocità, rotazione, inclinazione, intensità, direzione, vibrazione, deformazione, corrispondenti ad un determinato urto applicato al dispositivo 1. Tali misure analogiche vengono tradotte in segnali digitali, che vengono filtrati, amplificati, elaborati in formato pacchetto secondo il protocollo del modulo BLE e inviati dal circuito di ricetrasmissione TX/RX al dispositivo interattivo remoto. A sua volta, detto circuito TX/RX riceve i comandi dettati dall'utente per mezzo dell'applicazione interattiva integrata nel dispositivo interattivo remoto per effettuare l'impostazione dei parametri sulle modalità di acquisizione delle misure rilevate dal sistema di sensori e il pilotaggio degli elementi di illuminazione, in particolare LED.

In pratica, il dispositivo 1 assume il ruolo di un trigger per musica, ossia di un sensore elettronico che trasmette gli effetti di vibrazione, di deformazione, di rotazione, di inclinazione, di direzione, di velocità e di intensità, dovuti all'urto e al rimbalzo di detto dispositivo 1, maneggiato dall'utente, contro un qualsiasi oggetto. Detti effetti, per mezzo di un programma software, vengono tradotti in segnali sonori ben definiti e assimilabili a determinate note musicali a cui sono stati applicati specifici effetti sonori.

Per esempio, la direzione del rimbalzo determina la selezione del tipo di suono prodotto, la forza rilevata all'urto determina la durata del corrispondente impulso sonoro, la compressione in punti specifici della superficie deformabile dell'involucro 2 esterno determina il cambio di intonazione o un particolare effetto sonoro e la velocità di rotazione determina l'altezza - corrispondente alla frequenza fondamentale - del suono risultante e, quindi, della particolare nota musicale percepita.

In generale, il dispositivo interattivo 1 può essere considerato un dispositivo HID (Human Interface Device) - sviluppato per interagire direttamente con l'utente attraverso l'interfaccia integrata nel dispositivo interattivo remoto - opera come uno strumento musicale effettivo - elettronico ed interattivo - per la composizione di un'opera musicale.

Perciò, una serie di percussioni imposte sul dispositivo 1 danno origine all'innesco di una sequenza di suoni, per cui, in base all'agilità ed esperienza dell'utente a maneggiare il dispositivo 1, è possibile ottenere gradite composizioni musicali.

Per una visione più semplificativa, nel funzionamento l'utente attiva il dispositivo 1 e relativa connessione al dispositivo interattivo remoto scelto. Da tale istante ogni interazione con il dispositivo 1 è motivo di creazione di una melodia. Dalla compressione manuale, dal lancio, dall'urto con qualsiasi oggetto di qualsiasi dimensione, statico o dinamico, dal rimbalzo e dalla presa in mano o dallo stesso tocco nasce una sequenza di note. L'utilizzo continuato porta a realizzare una vera e propria composizione musicale, caratterizzata da un particolare ritmo in relazione alla frequenza di rimbalzo del dispositivo 1 e in relazione alla dimestichezza, all'abilità e alla creatività espresse dall'utente. Maggiore è la velocità di esecuzione, maggiore è il ritmo della riproduzione. Maggiori sono gli effetti di rimbalzo, maggiore è la riproduzione audio di una vasta gamma di effetti sonori assegnati. Di conseguenza, maggiore è la presentazione di una moltitudine di colori manifestati sui LED, eventualmente disposti nel dispositivo 1, e di figure ed effetti visivi mostrati sull'interfaccia display del dispositivo interattivo remoto. Come per un qualsiasi strumento musicale, l'utente avrà bisogno di esperienza nell'uso della invenzione per conseguire una performance degna di approvazione.

Così, l'utente, in base al modo di utilizzo, correlato a un personale stile, nella messa in opera della presente invenzione, sarà l'artefice di una composizione audio, che, semplice o elaborata, ricercata o grossolana, piacevole o disgustosa, rappresenti comunque il frutto della sua creatività.

In aggiunta, è prevista l'esecuzione in simultanea di più forme d'esecuzione connesse alla stessa piattaforma interattiva, in modo da ascoltare più composizioni e da permettere il mixaggio di dette composizioni.

Inoltre, qualora sia attivato il controller MIDI dell'applicazione, che genera e trasmette dati MIDI, si possono ottenere tramite di esso vari controlli e modulazioni della musica prodotta per effetto della sollecitazione, per esempio dal rimbalzo, del dispositivo 1, come per esempio la modifica del tempo, e quindi - tramite sistemi elettronici di regolazione e controllo della musica usualmente noti dalla tecnica - la velocità di esecuzione della composizione, le variazioni di tono - Pitch Bend - ed altri effetti sonori applicati sulle specifiche note musicali, corrispondenti ai segnali audio ricevuti dal dispositivo 1, della composizione audio risultante.

Come si comprende bene dalla descrizione sopra riportata, il sistema ideato secondo la presente invenzione permette di conseguire perfettamente gli scopi prefissati.

Sia inteso che molteplici possono essere le modifiche al dispositivo ora descritto a titolo illustrativo, che comunque rientrano nell'ambito di protezione del brevetto. In particolare, gli involucri 2,3 esterno ed interno possono essere composti da elementi non necessariamente simmetrici tra loro.

In aggiunta, il numero degli elementi che compongono ciascuno degli involucri 2,3 esterno ed interno può essere superiore a due.

In alternativa, l'involucro 2 esterno può essere formato da un unico elemento prodotto per forgiatura, per esempio per stampo a caldo, o per stampa 3D.

Non è escluso lo sviluppo di forme d'esecuzione alternative che presentano sagomature differenti dalla forma d'esecuzione pocanzi descritta. Il dispositivo 1 può presentare una superficie esterna sferica con profilo continuo o superficie sfaccettata con profilo poligonale - mesh - o poliedrico o solcato o che presenti una qualsiasi protuberanza esterna. Sono previste forme d'esecuzione in cui l'involucro 2 esterno presenti sagomatura differente dalla sfera e che assuma una delle tante forme sferoidali, ma non è escluso che possa esibire una forma elissoidale, ovale o la forma di un poliedro archimedeo o di un poliedro di Catalan o di un poliedro di Johnson di forma tondeggiante o di un poliedro platonico.

Inoltre, non è escluso prevedere forme di esecuzione che presentino un diametro inferiore o superiore differente, anche in modo sostanziale, rispetto alla dimensione scelta nella forma di esecuzione della presente invenzione qui descritta. Di conseguenza, lo spessore 4 dell'involucro 2 esterno potrebbe essere ben diverso dalla misura considerata per la forma d'esecuzione descritta. In aggiunta, vengono concepite forme d'esecuzione che presentano involucri 3 interni di forma differente da quella sferica, per esempio poliedrica. Stesso caso si prevede per la forma della cavità 5 interna.

In tal caso, non è escluso che la scheda elettronica 7 presenti altra forma, per esempio quadrata, per essere meglio compatibile con le forme dell'involucro 3 interno.

Inoltre, è possibile l'utilizzo di un materiale soffice spugnoso a riempire la cavità 5, con funzione di protezione e smorzamento agli urti per garantire l'incolumità dell'involucro 2 interno.

In alternativa, sono previste forme di esecuzione in cui l'intera cavità 5 è riempita dello stesso materiale dell'involucro 2 esterno, lasciando lo spazio necessario per l'alloggio dell'involucro 3 interno ed, eventualmente, di elementi di illuminazione, del sistema di ricarica 10, 12 e delle appendici 6 di supporto, nel caso quest'ultime fossero di materiale differente dal materiale dell'involucro 2 esterno.

Inoltre, l'intelaiatura interna può assumere altra struttura differente dal sistema di pannelli 6 di riscontro, rimanendo nell'ambito di supporto e di protezione all'involucro 3 interno.

In alternativa, non è escluso l'impiego di forme d'esecuzione che non presentino affatto l'intelaiatura interna, costituita dalle appendici 6.

Il volume della cavità 5 può includere una camera d'aria. In tal caso, è previsto almeno un sensore di pressione statica, allocato direttamente sulla PCBA 7 del dispositivo 1, in grado di misurare le variazioni di pressione della camera d'aria dovute alla deformazione da urto applicate su vari punti della superficie deformabile dell'involucro 2 esterno del dispositivo 1.

Al contrario, il volume della cavità 5 può essere ridotto da lasciare solo lo spazio necessario per ospitare l'involucro 3 interno e il sistema di ricarica 10,12.

Inoltre, i LED adibiti per gli effetti visivi sono alloggiati o nella cavità 5 o sulla superficie esterna dell'involucro 2 esterno e connessi al PCBA 7.

In più, detti LED vengono attivati per ogni sollecitazione esterna applicata sulla superficie deformabile dell'involucro 2 esterno.

In alternativa, detti LED sono pilotati dall'applicazione software installata sul dispositivo interattivo remoto.

In aggiunta, il numero e la disposizione delle batterie può essere diverso dal numero e dalla disposizione delle batterie 8,9 utilizzate nella forma di esecuzione preferita.

Eventualmente, il metodo di ricarica delle batterie 8,9 può avvenire con soluzioni alternative, per esempio tramite un mezzo di alimentazione di tipo wireless ad induzione magnetica.

Inoltre, non è da escludere l'utilizzo di un protocollo differente dal protocollo MIDI che consenta la codifica del flusso di dati elaborati dall'interfaccia hardware della presente invenzione e trasmessi all'interfaccia hardware del dispositivo interattivo remoto.

Eventualmente, è prevista una qualsiasi tecnologia alternativa al Bluetooth, per esempio utilizzando trasmissioni dati wireless in RF (radiofrequenza), in particolare tecnologia WiFi, ma non si escludono le tecnologie WiMax, HSPA, UMTS, GSM e altre tecnologie di trasmissione dati.

Eventualmente, è previsto l'utilizzo di un'interfaccia di comunicazione seriale alternativa al sistema di comunicazione USB.

Eventualmente, è previsto l'utilizzo di un programma software applicativo alternativo al programma software specifico realizzato per la presente invenzione da essere installato nel dispositivo interattivo remoto. In particolare, è previsto che altre applicazioni, che contengono programmi per audio editing, programmi per effetti visivi, programmi per interazione con giochi interattivi, possano interagire col dispositivo 1 della presente invenzione.

In generale, non è escluso un qualsiasi sistema di avviamento/spegnimento del dispositivo 1 e dell'applicazione sul dispositivo interattivo remoto applicato a qualsiasi forma d'esecuzione della presente invenzione.

Infine, è previsto che l'involucro 2 esterno e/o la cavità 5 presentino alloggiamento ad altoparlanti (speaker) connessi elettricamente alla scheda elettronica 7 e pilotati dall'applicazione software del dispositivo interattivo remoto.

S'intende comunque che non si deve considerare l'invenzione limitata alla particolare disposizione illustrata sopra, che costituisce soltanto una forma di esecuzione esemplificativa di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione stessa, come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo interattivo a percussione caratterizzato dal fatto che è composto di un involucro poliedrico esterno di materiale deformabile e da un involucro interno di alloggiamento di un'apparecchiatura elettronica di rilevamento delle sollecitazioni esterne e di trasmissione delle informazioni raccolte, previa codifica in dati elettronici per applicazioni audio, ad un dispositivo interattivo remoto di elaborazione e diffusione del suono.
2) Dispositivo come in 1) caratterizzato da ciò che sulla superficie interna del detto involucro esterno sono previste lamelle atte a definire una camera di alloggiamento stabile di detta apparecchiatura elettronica di rilevamento delle sollecitazioni esterne e di trasmissione dei relativi dati elettronici.
3) Dispositivo come in 1) o in 2) caratterizzato da ciò che detti involucro esterno ed involucro interno sono divisibili in almeno due elementi tenuti in connessione mediante un sistema di impegno fisso.
4) Dispositivo come in una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato da ciò che detto involucro esterno è costituito da un elastomero ad alta elasticità.
5) Dispositivo come in 4) caratterizzato da ciò che detto elastomero è del gruppo costituito da silicone, poliuretano, polipropilene, polivinilcloruro e polibutadiene.
6) Dispositivo come in 5) caratterizzato da ciò che al detto elastomero è addizionato anche un plastificante.
7) Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da ciò che la cavità interposta tra detto involucro esterno e detto involucro interno è riempita di materiale elastomerico o spugnoso.
8) Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da ciò che detta apparecchiatura elettronica di rilevamento delle sollecitazioni esterne e di trasmissione di dati elettronici è costituita da un circuito stampato provvisto di almeno una batteria di alimentazione disposta a ridosso di detto circuito stampato, cui è collegato un cavo di collegamento elettrico ad una porta di trasmissione dati disposta sulla superficie esterna del detto involucro esterno.
9) Dispositivo come in 8) caratterizzato da ciò che a detto circuito stampato sono associati vari sensori di misura elettronici, tra i quali almeno un giroscopio a tre assi Χ,Υ,Ζ, almeno un accelerometro a tre assi Χ,Υ,Ζ, eventualmente altri accelerometri, e almeno un magnetometro, montati all'interno del guscio interno, e almeno un sensore di forza/pressione applicato su un punto della superficie dell'involucro esterno o in prossimità del baricentro del dispositivo.
10) Dispositivo come in 8) o in 9) caratterizzato da ciò che detto circuito stampato ha pianta circolare di alloggiamento preciso entro il detto involucro interno.
11) Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da ciò che detto involucro poliedrico esterno è una sfera.
12) Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da ciò che l'involucro esterno o la cavità interna presentano alloggiamento ad elementi di illuminazione connessi al circuito stampato.
13) Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da ciò che l'involucro esterno o la cavità interna presentano alloggiamento ad elementi di diffusione acustica connessi al circuito stampato e pilotati dal dispositivo interattivo remoto.
14) Metodo per elaborazione di dati elettronici, inviati dal dispositivo interattivo a percussione, previsto su un qualsiasi dispositivo interattivo remoto caratterizzato da ciò che le informazioni ricevute dal detto dispositivo interattivo remoto sono trattate in elaborazioni audio secondo specifici comandi utente ed infine inviate a un qualsiasi apparato di diffusione acustica, disposto su, o connesso a, detto dispositivo interattivo remoto o al detto dispositivo interattivo a percussione.