能看又能摸的光触觉显示 ^{CEFR B2}

加州大学圣塔芭芭拉的RE Touch实验室开发出一种新型显示技术，能够产生既可视又可触的动态图像。该项目由机械工程教授Yon Visell启动，博士生Max Linnander领导。研究从2021年9月底的一个挑战开始，团队经过近一年理论测试和仿真，然后进入实验室原型开发。到2022年12月，出现了首个可工作的单像素原型。

技术原理是，薄表面上布置毫米级光触觉像素阵列。每个像素由低功率的扫描激光光学寻址，这束激光同时提供照明和能量。像素内有充气腔和悬挂的薄石墨膜，石墨膜吸收光并迅速加热被困空气，空气膨胀推动像素顶面最多偏移一毫米，从而形成可感觉到的凸起。因为光既照明又供能，表面无需内置线缆或电子元件。

通过高速按序扫描光束，系统能生成等高线、移动形状和字符等动态图形，刷新速率使动画看起来连续。团队已演示出超过1500个可独立寻址的像素。用户测试显示，人们可以以毫米精度报告单个被照亮像素的位置，准确感知移动图形，并区分空间与时间模式，这表明系统能产生多种触觉内容。研究成果发表在期刊Science Robotics上。

该工作还提到历史先例：19世纪Alexander Graham Bell等人曾用聚焦阳光和旋转叶片在充气管中激发声音。新研究把类似的物理原理应用到现代数字显示中。

• 可能应用包括汽车和移动设备的可视-触觉触摸屏。
• 还可用于带有触觉插图的电子书和混合现实的建筑表面。