آغازی بر دنیای موبایلی جدید
بخش دنیای موبایل پس از یک دوره غیبت کوتاه، دوباره به ماهنامه بازگشته و امید است در این دوره جدید، مطالبی خواندنی و مفید برای علاقه‌مندان به‌همراه داشته باشد. در این مطلب باز هم طبق معمول روی موضوعات خاصی از دنیای ابزارهای همراه تمرکز می‌کنیم. در این شماره سه موضوع انتخاب شده است که ایده‌های خاصی را در حوزه ابزارهای همراه در بر می‌گیرد. از این سه مورد، آخرین عنوان شاید در نگاه نخست کمی نامرتبط به این بخش به نظر برسد. اما اگر تا خط آخر مطلب را مطالعه کنید، خواهید دید که ارتباط موضوع سوم این مقاله با بخش دنیای موبایل بسیار هم ناگسستنی است!
1- قطعاتی که رازها را فاش می‌کنند
مجرمان سعی می‌کنند باروش‌هایی نظیر تغییر کد شناسایی (ID code) تلفن‌همراه یا با dumping سیم‌کارت‌ها، خود را از ردیابی شدن مصون دارند، اما مهندسان آلمانی کشف کرده‌اند که درون سیگنال رادیویی هر تلفن همراهی، علائم و نشانه‌هایی منحصربهفرد و مخفی وجود دارد که غیر‌قابل دستکاری شدن است و با جمع‌آوری این سیگنال‌ها می‌توان به‌سادگی گوشی مورد‌نظر را ردیابی و شناسایی کرد.
در این روش که از سوی گروهی از محققان دانشگاه فنی درسدن (Technical University of Dresden) آلمان به سرپرستی یاکوب هاس ارائه شده است، این نشانه‌ها که پیامد تفاوت کیفیت قطعات گوشی‌های مختلف (حتی دو مدل مشابه) است استخراج می‌شود و مورد تحلیل قرار می‌گیرد. به‌گفته هاس: «سخت‌افزار رادیویی در یک تلفن‌همراه از مجموعه‌ای از قطعاتی نظیر تقویت‌کننده‌های توان، نوسان‌سازها و ترکیب‌کننده‌های سیگنال تشکیل شده است که همه این‌ها می‌توانند سبب ایجاد خطا در سیگنال رادیویی شوند» و همین خطاها است که در روش مذکور به‌عنوان عاملی برای شناسایی گوشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌عنوان مثال، مقدار مقاومت (الکتریکی) یک تلفن، بسته به کیفیت قطعه مورد استفاده، می‌تواند از یک دهم درصد تا 20 درصد مقدار ذکرشده برای آن، متغیر باشد. این خطاها باعث می‌شوند که وقتی در تلفن سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال تبدیل می‌شوند، در جریان داده‌ای که هر تلفن برای آنتن‌های محلی ارسال می‌کند، الگوهایی از خطا وجود داشته باشد که مختص آن ترکیب به‌خصوص از قطعات الکترونیکی استفاده شده در آن تلفن خاص است. این گروه با آزمایش روی 13 گوشی، موفق به شناسایی گوشی منبع (source handset) با دقت 6/97 درصد شدند. هاس می‌گوید: «در روش ما، هیچ چیزی به تلفن‌های همراه ارسال نمی‌شود. این روش کاملاً به‌صورت غیرفعال (passively) کار می‌کند و فقط به آن‌چه از یک تلفن همراه ارسال می‌شود گوش می‌کند. این روش قابل شناسایی نیست.» با این‌که روش مذکور روی تلفن‌های 2G (نسل دوم) اجرا شده است اما به‌گفته هاس: «چنین مشکلاتی را در همه دستگاه‌های رادیویی می‌توان یافت بنابراین، چنین روشی را می‌توان برای تلفن‌های نسل سوم (3G) و نسل چهارم (4G) نیز به‌کار برد» لازم به ذکر است که مطالعات این گروه در این زمینه از سوی اتحادیه اروپا (EU) و دولت آلمان حمایت می‌شود.
2- نمایشگر لمسی و احراز هویت
تا کنون راهکارهای متنوعی به منظور احراز هویت صاحب یک اسمارت‌فون و جلوگیری از دسترسی افراد غیرمجاز به دستگاه، ارائه شده است که بهره‌گیری از اثر انگشت در iPhone 5s و در قالب ویژگی Touch ID یکی از جدیدترین آن‌ها است. اما به تازگی طرحی پیشنهاد شده که در صورت پیاده‌سازی صحیح روی گوشی‌های تلفن همراه، روشی مؤثر برای احراز هویت صاحب گوشی خواهد بود. در این روش طرز استفاده کاربر از صفحه نمایش لمسی رصد شده و پس از مدتی گوشی، الگوی طرز استفاده کاربر از صفحه لمسی را به‌دست می‌آورد و در صورت عدم تطابق طرز استفاده کاربر با این الگو، دسترسی به گوشی را ممنوع می‌کند. این شیوه که Silent Sense نام دارد توسط گروهی از محققان انستیتوی فناوری ایلی‌نویز (Illinois Institute of Technology) به سرپرستی چِنگ‌بو توسعه داده شده است. در این شیوه، با بهره‌گیری از حسگرهای داخلی تلفن‌همراه، الگوهای منحصربه‌فردی از فشار، مدت (duration) و اندازه سرانگشتان و حالتی که هر کاربر، گوشی یا تبلت خود را می‌گیرد ثبت شده و سپس الگوریتم‌های یادگیری ماشین (machine learning) این داده‌ها را تبدیل به الگویی می‌کنند که برای هر کاربری منحصربهفرد است؛ به‌گونه‌ای که می‌توان آن‌را امضای شخص دانست؛ در این صورت تنها صاحب دستگاه که در‌واقع صاحب این الگوی منحصربهفرد است اجازه کار با دستگاه را خواهد داشت. به منظور افزایش دقت این روش، از داده‌های شتاب‌سنج و ژیروسکوپ اسمارت‌فون نیز کمک گرفته می‌شود تا میزان حرکت‌های نمایشگر گوشی هنگام کار با آن مشخص شود. در نتیجه حتی می‌توان مواردی نظیر نحوه راه رفتن کاربر هنگام استفاده از نمایشگر را نیز به‌دست آورد و به‌عنوان بخشی از الگوی کارکرد، استفاده کرد. بو معتقد است که هر کاربری بسته به مواردی نظیر جنسیت و سن، در تعامل با نمایشگرهای اسمارت‌فون عادات و روش‌های خاص و منحصر به خود را دارد. در آزمونی از صد کاربر خواسته شد که با صفحه لمسی اسمارت‌فون همان‌طور که عادت دارند و به‌طور روزانه استفاده می‌کنند کار کنند. Silent Sense پس از حداکثر ده ضربه انگشت، قادر به شناسایی صاحب تلفن با 99 درصد دقت بود.
3- مدارهای کاغذی
کسانی که در ساخت مدارات چاپی دستی دارند، با فرآیند پرزحمت چنین کاری آشنا هستند. حال گروهی از محققان روشی یافته‌اند که با بهره‌گیری از آن، شما برای ساخت مدار خود نه به فیبر نیاز دارید، نه اسید و نه ابزارها و مواد ویژه. شما به طرحی از مدار خود نیاز دارید و به یک چاپگر که آن‌را روی کاغذ چاپ کند؛ مدارتان آماده است!
استیو هاجز از بخش تحقیقاتی مایکروسافت در کمبریج با همکاری تیمی از محققان دانشگاه توکیوی ژاپن به سرپرستی یاشیهیرو کاواهارا چنین ایده‌ای را عملی کرده‌اند. این فناوری، روشی کم هزینه، سریع و در دسترس را به منظور نمونه‌سازی سریع ابزارهای الکترونیکی در‌اختیار قرار می‌دهد. شما می‌توانید مسیرهای رسانای مدار خود را با استفاده از چاپگر جوهر‌افشان روی موادی قابل انعطاف نظیر کاغذ با صرف هزینه و زمان اندک چاپ کنید محققانی که روی این ایده کار کرده‌اند، ادعا می‌کنند که چنین شیوه‌ای می‌تواند جایگزین روش‌های سنتی ساخت‌مدار نظیر استفاده از بردهای موقتی یا بردهای مدار چاپی مرسوم شود و حتی چنین روشی را می‌توان در ساخت طیف وسیعی از حس‌گرها و حتی در کاربردهای فرکانس بالا نظیر ساخت آنتن‌ها مورد استفاده قرار داد. جوهرهای مورد استفاده در این روش، حاوی نانوذرات نقره هستند.
به عقیده کاواهارا چنین ایده‌ای کار را برای کسانی که قصد ساخت سریع نمونه‌های اولیه‌ای از طرح‌های الکترونیکی خود دارند، بسیار ساده خواهد کرد؛ چراکه آن‌ها می‌توانند مدارات طراحی شده را به‌راحتی و با استفاده از یک چاپگر معمولی روی کاغذ چاپ کرده و در صورت راضی نبودن از نتیجه کار آن را دور بیاندازند. به عقیده این دو محقق، چنین استفاده‌ای از چاپگرها یکی از ضعف‌های چاپگرهای سه‌بعدی را که فقط قادر به ساخت محفظه ابزارهای الکترونیکی هستند و نمی‌توانند اجزای الکترونیکی داخلی ابزارها را تولید کنند بر‌طرف خواهد کرد؛ در حال حاضر، تحقیقات در زمینه چاپ سه‌بعدی قطعات رسانای داخلی ابزارها هنوز به سطحی نرسیده است که بتوان آن‌را مفید دانست و روش ارائه شده از سوی محققان مایکروسافت، روشی بسیار عملی را برای چاپ مدارات الکترونیکی فراهم می‌کند.
جوهری که گروه کاواهارا استفاده می‌کند ماده‌ای حاوی نقره است که توسط واحد شیمی شرکت میتسوبیشی در توکیو ساخته شده است. وی این جوهر را روی یک چاپگر جوهر‌افشان80 دلاری امتحان کرده و نتایج خوبی از آن گرفته است. برای مونتاژ قطعات الکترونیکی روی مدار چاپ شده با این روش، این گروه به‌جای لحیم کاری (که به‌قطع سبب سوختن کاغذ می‌شود) از نوعی چسب رسانا استفاده می‌کنند تا قطعاتی نظیر مقاومت‌ها و خازن‌ها را به مدار اضافه کنند. این گروه علاوه بر ساخت نمونه مدارهای ساده الکترونیکی با این روش، مدارهای پیچیده‌تری را نیز ساخته‌اند؛ مدارهایی که امکان بهره‌گیری از ریزپردازنده‌ها و حافظه‌ها را نیز دارند و این به معنی وارد شدن به دوره‌ای است که می‌توان آن‌را دوره «کامپیوترهای کاغذی» دانست. کاواهارا معتقد است که: «در بیست سال آینده شما قادر خواهید بود دکمه پرینت را بزنید و خودتان یک تلفن همراه بسازید.»
