Ein Team an der University of California, Santa Barbara hat eine neuartige Display-Technik vorgestellt, die Bilder erzeugt, die gleichzeitig sichtbar und taktil wahrnehmbar sind. Die Arbeit, die in Science Robotics veröffentlicht wurde, wurde von Max Linnander im RE Touch Lab des Maschinenbauprofessors Yon Visell geleitet.
Das Projekt begann nach Linnanders Ankunft Ende September 2021. Fast ein Jahr lang prüfte das Team Theorien und führte Computersimulationen durch, bevor es zu Laborprototypen überging. Im Dezember 2022 zeigte Linnander einen einfachen, aber funktionierenden Prototyp: ein einzelnes Pixel, das durch kurze Impulse eines kleinen Diodenlasers angeregt wurde. Yon Visell berichtete, er habe bei jedem Lichtblitz einen klaren taktilen Impuls gespürt.
Technisch arbeiten die Displays mit Arrays millimetergroßer optotaktiler Pixel auf dünnen Flächen. Jedes Pixel besitzt eine luftgefüllte Kammer und eine aufgehängte dünne Graphitfolie. Die Folie absorbiert das Licht, erwärmt die eingeschlossene Luft schnell und bewirkt, dass sich die obere Fläche um bis zu ein Millimeter nach außen wölbt. Durch schnelles Abtasten mit einem Scanning-Laser lassen sich dynamische Grafiken — Konturen, bewegte Formen und Zeichen — erzeugen; die Bildwiederholrate ist hoch genug, damit Animationen stimmig erscheinen.
Das Team demonstrierte Geräte mit mehr als 1,500 einzeln adressierbaren Pixeln. Nutzertests zeigten, dass Personen die Position einzelner Pixel mit Millimetergenauigkeit angeben konnten und räumliche sowie zeitliche Muster unterschieden. Mögliche Anwendungen reichen von hochauflösenden visuell-haptischen Touchscreens für Automobile und mobile Computer bis zu fühlbaren elektronischen Büchern und architektonischen Oberflächen für Mixed Reality.
Visell verweist auf historische Vorläufer: Im 19. Jahrhundert nutzten Alexander Graham Bell und andere fokussiertes Sonnenlicht und rotierende Klingen, um in luftgefüllten Röhren Schall zu erzeugen. Die neue Arbeit wendet ähnliche physikalische Prinzipien auf moderne digitale Displays an.
Schwierige Wörter
- optotaktiler — mit Licht erzeugte, fühlbare Oberflächenreaktion
- taktil — mit dem Tastsinn wahrnehmbar, durch Berührungtaktilen
- prototyp — erstes getestetes Modell eines GerätsLaborprototypen
- absorbiert — Licht oder Energie aufnehmen und halten
- bildwiederholrate — Anzahl der Bilder pro Sekunde
- adressierbaren — sich gezielt elektrisch ansteuern lassen
- wölbt — sich nach außen oder oben biegen
- räumliche — den Raum oder die Lage betreffend
Tipp: Fahre über markierte Wörter oder tippe darauf, um kurze Definitionen zu sehen – während du liest oder zuhörst.
Diskussionsfragen
- Welche Vorteile könnten visuell-haptische Displays im Alltag bringen? Nenne zwei konkrete Beispiele.
- Welche technischen oder praktischen Schwierigkeiten könnten bei der Produktion solcher Displays auftreten?
- Wie könnte die Kombination von Sicht- und Tastsinn das Nutzererlebnis in Mixed Reality verändern?
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