Исследование, опубликованное в Science Robotics, возглавил магистрант Max Linnander в лаборатории RE Touch Lab под руководством Yon Visell. Проект стартовал после прибытия Linnander в конце сентября 2021 года: почти год заняли проверки теорий и компьютерные симуляции, затем лабораторная работа и прототипы. В декабре 2022 года команда получила первый рабочий образец — одиночный пиксель, который давал чёткий тактильный импульс при вспышке света.
Технология опирается на оптически адресуемые миллиметровые пиксели на тонких поверхностях. Внутри каждого пикселя — воздушная полость и подвешенная графитовая плёнка. Сканирующий низкоэнергетический лазер одновременно освещает и питает пиксель; плёнка поглощает свет, нагревает запертый воздух, и верхняя поверхность изгибается наружу до 1 миллиметра. Нагрев и расширение происходят быстро, поэтому при последовательном сканировании можно получить движущиеся контуры и фигуры, которые видно и можно трогать.
Преимущество такого решения в том, что поверхность не требует встроенных проводов или электроники: небольшой сканирующий лазер быстро проходит по ней. Команда продемонстрировала устройства с более 1,500 независимо управляемыми пикселями, а пользовательские тесты подтвердили высокую точность восприятия и способность различать пространственные и временные паттерны, что указывает на возможность создавать широкий набор тактильного контента.
- Высокоразрешающие сенсорные экраны для автомобилей и мобильных устройств
- Электронные книги с осязаемыми иллюстрациями
- Архитектурные поверхности для смешанной реальности
Visell отмечает, что физическая идея имеет исторические предшественники: в XIX веке Alexander Graham Bell и другие использовали похожие принципы с фокусировкой света и движущимися элементами для возбуждения звука в трубах с воздухом. Новая работа переносит эти принципы в современную цифровую плоскость.
Сложные слова
- воздушная полость — пустое пространство, заполненное воздухом внутри объекта
- графитовая плёнка — тонкий слой из материала на основе графита
- поглощает — впитывать энергию света или вещества
- изгибается — менять форму, становиться изогнутым под действием силы
- последовательном сканировании — движение луча или устройства для осмотра по поверхности
- тактильного — относится к чувствам прикосновения, осязанию
- паттерны — повторяющаяся форма или последовательность элементов
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какое из упомянутых применений (сенсорные экраны, электронные книги, архитектурные поверхности) вы считаете наиболее полезным? Объясните свой выбор.
- Какие проблемы и преимущества может дать отсутствие встроенных проводов в таких поверхностях для производителей и пользователей?
- Как, по вашему мнению, исторические примеры с фокусировкой света (как у Bell) помогают понять значение новой технологии?
