بیل بوکستون در اوایل دهه 1990 در مرکز تحقیقاتی Xerox's Palo Alto مشغول انجام تحقیق روی عملکرد تلفن ساده ی کودکانه بود.
به گزارش سافتگذر به نقل از خبرآنلاین؛ این تلفن از دو فنجان ساده و یک رشته سیم محکم ، تشکیل شده بود. ناگهان این فکر به ذهن وی خطور کرد که چرا از این مفهوم برای بهبود وضعیت کیبورد های فعلی استفاده نکند؟ یک فنجان می تواند هم به عنوان میکروفون و هم به عنوان بلندگو مورد استفاده قرار بگیرد. در واقع از یک سخت افزار مشخص برای خروجی و ورودی صدا می توان بهره برد.همین ایده سبب شد بوکستون به این فکر بیفتد که به جای کیبورد و صفحه نمایش، تنها از یک وسیله برای ورودی و خروجی استفاده کند. البته بوکستون تنها کسی نبود که به این ترکیب احتمالی فکر کرد. اکنون که بیش از دو دهه از آن زمان می گذرد و موسسات تحقیقاتی بیشمار و بخش های R&D کمپانی های مختلف روی این ایده کار کرده اند ؛ ما شاهد کیبورد های لمسی (تاچ اسکرین) روی تبلت ها و اسمارت فون ها هستیم. در واقع امروزه کیبورد ها در صفحه نمایش ها ادغام شده است. اما این کیبورد های مجازی و حتی کنترل های صوتی هیچ گاه از لحاظ سرعت، راحتی و دقت به پای کیبورد های قدیمی نمی رسند . شاید زمانی موفق به ساخت کیبورد هایی شویم که مستقیما به اعصاب مان متصل شوند اما در حال حاضر هر آنچه داریم همین کیبورد های الکترومکانیکال متحول شده امروزی هستند. بوکستون در حال حاضر، در گروه طراحی تحقیقات مایکروسافت کارمی کند و هنوز هم به دقت در حال بررسی کیبورد های قدیمی و بازبینی روش ها و فن آوری های مخصوص به آنهاست تا بتوانند راه های جدیدی برای وارد کردن اطلاعات به کامپیوتر ابداع کند. او می گوید: وقتی صحبت از آینده کیبورد ها باشد باید به شما بگویم اکتشافات بزرگی زیر ذره بین ما در حال وقوع است. اما قبل از اینکه بخواهیم درباره شکل کیبورد های آینده صحبت کنیم ، بهتر است کمی هم درباره نحوه تحول این سخت افزار اطلاعات داشته باشیم. کیبورد ها به لحاظ تحول فن آوری دوره زمانی خیلی مشخصی را سپری نکرده اند. اولین کیبورد شناخت شده ای که به شکل کیبورد های مدرن طراحی شده برمی گردد به قرن 19 میلادی. در سال 1852 ، فردی به نام جان جونز ، دستگاهی با عنوان " تایپوگرافر مکانیکی " طراحی کرد و 15 سال بعد کریستوفر شولز، اولین ماشین تحریر را اختراع کرد. حتی برخی از جنبه های همین کیبورد ها می تواند اطلاعات فراوانی راجع به طراحی های امروزی به ما بدهد. دیوید هیل، معاون رئیس بخش طراحی و تجربه کاربری کمپانی لنووو در این باره می گوید: ماشین تحریر تمام توابع کلیدی را دارد.
دکمه شیفت در این دستگاه بسیار بزرگ است زیرا شما به سطح بزرگی برای فشار دادن دکمه carriage داشتید. این مزیت مکانیکی مورد نیاز آن زمان بود.
اما ماشین تحریر Selectric کمپانی IBM بیشترین تاثیر را روی طراحی کیبورد های امروزی گذاشت. IBM اولین ماشین تحریر نمادین الکترومکانیکال را در سال 1961 تولید کرد. این ماشین سرعت و دقت تایپ را بسیار بالا برد . و هنگامی که اولین PC ها در حدود دو دهه بعد طراحی شد این کیبورد پایه اساسی طراحی کیبورد هایی شد که در کامپیوتر های امروزی شما به کار می رود.در اواخر دهه 1970 ، کمپانی هایی همچون Cherry، Key Tronic و بخش Micro Switch کمپانی Honeywell با کنجکاوی شروع به طراحی کیبورد هایی برای کامپیوتر ها کردند.
طراحی اولین سوئیچ ها
یکی از اولین طراحی های کیبورد های کامپیوتری از روی رید سوئیچ های اوایل دهه 70 گرفته شد که با یک مگنت و دو رشته فلزی کار می کرد. وقتی که میدانهای مغناطیسی به حد کافی به هم نزدیک می شوند این دو رشته را به هم نزدیک می کنند و بنابراین مدار کامل می شود که همه این ها هنگام زدن یک کلید اتفاق می افتد. این کیبورد 100 تا 120 رید سوئیچ داشت که با یک کلید پوشانده شده بودند. زیر هر کلیدی یک آهن ربای کوچک بود. وقتی کسی کلید را فشار می داد این آهن ربا میدان الکتریکی می سازد وبنابراین سیگنال الکتریکی تولید می شود تا بتوانید کاراکتر مورد نظر را تایپ کنید.
اما این رشته های الکتریکی، به راحتی می شکنند. بنابراین رید سوئیچ های قابل اعتماد نیستند. و اگر یک دکمه شکسته شود یا گرد و غبار بگیرد دیگر از کار می افتد و به راحتی هم درست نمی شود.
بدین ترتیب در اواخر دهه 70 رید سوئیچ ها راهی به سوی طراحی کلید هایی بر پایه اصل مغناطیسی به نام اثر هال شدند. در همین حال Key Tronic تلاش کرد تا راه جدیدی را خلق کند و موفق به طراحی یک سوئیچ خازنی شد که با قرار دادن اندکی آلومینیوم زیر کلید کار می کرد.وقتی کلید زده می شود این فویل ظرفیت خازن در مدار زیرین را تغییر می دهد و یک ریزپردازنده حرکت کلید را ثبت می کند. این ایده خیلی زود به خاطر مکانیسم ساده و پایین آورده هزینه های تولید در پوسته کیبورد ها به کار بسته شد.
سخت افزارهای منحنی فلزی، کاهش هزینه ها
با اینکه مواد اولیه به کاررفته در ساخت کیبورد های ارزان قیمت بود اما در اوایل دهه 80 این کیبورد ها بسیار گران بودند. مثلا همین کیبورد های Key Tronic یا Micro Switch با قیمت حدود 100 دلار به سازندگان کامپیوتر فروخته می شد. تولید کنندگان کیبورد به منظور کسب موفقیت بیشتر در این بازار شدیدا رقابتی و نیز پایین آوردن قیمت ها، شروع به پیدا کردن راهی برای کم کردن سخت افزار های کلید ها کردند.آنها به تحولی سخت افزاری نیاز داشتند که سبب بالا و پایین رفتن کلید شود. به گفته هارون استوارت ، مهندس ارشد طراحی کمپانی لنووو، "snap point" یا ضربه ناگهانی از مفاهیم پایه ای برای نحوه فشار دادن کلید ها بود. شما به حرفی فکر میکنید ،انگشتتان ضربه می زند و حرف تایپ می شود. به خاطر دارید اولین بار که با صفحه لمسی روبرو گشتید چقدر از نبودن "snap point" متعجب شدید؟
به علاوه سازندگان کیبورد ها باید به" قدرت مقاومت در برابر شکست " کلید ها هم توجه نشان می دادند. یعنی دکمه ها باید انقدر قوی باشند که در برابر حرکات سهوی انگشتان شما مقاومت کنند و آنقدر نرم که با اندکی فشار بتوانید لغات را به راحتی تایپ کنید.
IBM در سال 1978 موفق به ثبت حق اختراع مکانیسم کلیدی جدیدی به نام "buckling spring" شد که در واقع به نوعی تقلید از Selectrics بود. این روش با قراردادن فنر کوچکی در سطح غیر موازی زیر کلید ها کار می کرد. این روش صدای آشنای کیلد ها را در کیبورد معروفModel M کمپانی IBM تولید کرد. ضربه زدن به این فنر مدار زیر کلید را فعال می کند. اما کاهش هزینه ها در همین جا هم متوقف نماند و IBM راه دیگری را هم با نام Rubber domes ابداع کرد که از مکانیسم برشی استفاده می کرد و اواخر دهه 80 و اوایل دهه 90 به شهرت رسید. یکی دیگر از اهداف اصلی دراین طراحی جدید کوتاه کردن " فاصله سفر" یعنی زمان بالا رفتن و پایین آمدن دکمه بود . در واقع سرعت و راحتی هنگام تایپ کردن بستگی مستقیم به این عامل دارد. حتی چند میلی متر کم کردن از این فاصله می تواند تاثیر بسزایی در تجربه کاربر داشته باشد. در کیبورد های امروزی لپ تاپ ها و نوت بوک ها این فاصله به نسبت کیبورد های اولیه 40 درصد کاهش یافته است.
این طرح ها به مراتب ارزان تر هم تمام می شد و این دو شیوه فنری هنوز هم در بسیاری از کیبورد های امروزی به کار می روند. و مکانیسم برشی نیز در نوت بوک ها و کیبورد های باریک دیده می شود. و حتی امروزه نیز طرفدارارن زیادی دارد.
نازک تر، سبک تر و .. یک دستی؟
امروزه تولید یک لپ تاپ باریک با کیبورد ی بزرگ اصلا کار راحتی نیست. طراحان با استفاده از محاسبات پیچیده ریاضی و عادات تحلیلی درست به فاصله های دقیق و موقعیت های صحیح کلید ها دست پیدا می کنند. به علاوه اصول ارگونومیک بودن نیز در کنار ابعاد و اندازه و وزن کیبورد خودنمایی می کند.
تولید کنندگان همچنان در فکر تولید کیبوردی کوچکتر و ارزان قیمت تر هستند در حالیکه مردم به دنبال استحکام و دوام کیبورد خود هستند. اما کمپانی ها باید در کنار اثرات ارگونومیک به ارزش نو آوری ها نیز بها دهند. کمپانی لنووو امیداوار است در اواسط 2013 فن آور یThinTouch را معرفی کند که مدت زمان سفر را در لپ تاپی مثل مک بوک ایر اپل تا 50 درصد کاهش می دهد.
البته اپل هم در این میان برای کیبورد های فوق باریکش درماه فوریه روش جدیدی را اختراع و به نام خود ثبت کرد. سایر سازندگان سخت افزار نیز به دنبال ارتقا کیبورد های لمسی هستند که اپل برای اولین بار آنها را ابداع کرد.
Tactus نام شیوه جدیدی است که فقط هنگام تایپ کردن کیسه های کوجک پر شده از مایعی روی صفحه ظاهر می شوند . ولی وقتی نیازی به تایپ کردن نیست این کیسه ها خالی هستند وروی سطح قرار دارند. مدیر عامل این کمپانی شدیدا مشتاق است تا اواسط سال آینده این کیبورد را روانه بازار کند. البته دو دهه پیش این تکنولوژی در زیست فن آوری ها و پرینتر های کامپیوتر به کار می رفته است .
کمپانی دیگر نیز به نام Twitch Technologies در حال طراحی و تولید لپ تاپی است که با یک دستی کار می کند و سازندگان تبلت ها می توانند این کیبورد را در سمت راست یا چپ دستگاه خود تعبیه کنند. در این کیبورد با انگشتان خود در پشت دستگاه تایپ می کنید و شست شما روی جلوی دستگاه قرار دارد.و شما از ترکیب انگشتانتان برای تایپ حروف استفاده خواهید کرد .
شاید تصور این کیبورد ها برای شما مشکل باشد اما حتی ایده همین کیبورد های یک دستی هم در گذشته ریشه دارد . یعنی زمانی که داگ انگلبرت فن آوری های جدید زیادی مثل ویدئو کنفرانس و دموی یک کیبورد 5 انگشتی را در سال 1968به همگان معرفی کرد.
بنابراین همانطور که بوکستون خاطرنشان کرد هنگامی که قصد پیاده سازی کیبورد جدیدی را دارید شاید هر فردی مجبور باشد کارکردن با آن را از نو یاد بگیرد اما ارزشش را دارد.