Istraživači s UC Santa Barbara izumili su tehnologiju prikaza za grafiku na ekranu koja je i vidljiva i opipljiva, što znači da se može osjetiti dodirom.
Zasloni su ukrašeni sitnim pikselima koji se šire prema van stvarajući izbočine kada su osvijetljeni, omogućujući prikaz dinamičnih grafičkih animacija koje se mogu vidjeti očima i opipati rukom. Ova bi tehnologija jednog dana mogla omogućiti vizualno-haptičke zaslone osjetljive na dodir visoke razlučivosti za automobile, mobilno računalstvo ili inteligentne arhitektonske zidove.
Izazov i inspiracija
Max Linnander, kandidat doktora znanosti u RE Touch Lab, pod vodstvom profesora strojarstva Yona Visella, započeo je istraživanje krajem rujna 2021. godine. Visell je postavio izazov Linnanderu: “Pitanje je bilo dovoljno jednostavno: može li se svjetlost koja oblikuje sliku pretvoriti u nešto što se može osjetiti?”
“Nismo znali je li to izvedivo”, priznao je Visell. “Mogućnost da bi to moglo biti nemoguće – i sama ideja da se ljudima omogući da se ‘osjete lagano’ – učinila je pitanje neodoljivim.”
Razvoj i prototipovi
Tim je proveo gotovo godinu dana testirajući svoju ideju. Istražujući teoretske osnove i provodeći računalne simulacije, razvijali su prototipove u laboratoriju. Mjeseci su prolazili bez značajnog uspjeha.
U prosincu 2022. Linnander je nazvao Visella u laboratorij kako bi mu pokazao svoj najnoviji prototip. “Stavio sam prst na piksel i osjetio jasan taktilni puls kad god bi svjetlo bljesnulo”, prisjetio se Visell. “Bio je to poseban trenutak – trenutak kada smo znali da temeljna ideja može funkcionirati.”
Tehnologija optotaktilnih piksela
U srcu ove tehnologije nalaze se tanke površine zaslona koje integriraju nizove optotaktilnih piksela veličine milimetra. Ovi pikseli se pojedinačno kontroliraju pomoću projiciranog svjetla iz malog diodnog lasera.
Izvor svjetlosti također napaja piksele, koji sadrže šupljinu ispunjenu zrakom i suspendirani tanki grafitni film. Taj film upija dolazno svjetlo i brzo raste u temperaturi, što uzrokuje da se zatvoreni zrak širi i gornja površina piksela izbočava za do jedan milimetar, stvarajući tako uočljive izbočine.
Dinamika prikaza
Proces je izuzetno brz, što omogućuje skeniranje svjetlosnog snopa preko mnoštva piksela i stvaranje dinamične grafike. Konture, pokretni oblici i likovi mogu se vidjeti i osjetiti, a brzina osvježavanja omogućuje da animacije izgledaju kontinuirano, slično poznatim videozapisima.
Jedna od prednosti je da zasloni ne zahtijevaju ugrađene žice ili elektroniku, jer mali laser za skeniranje briše površinu velikom brzinom, osvjetljavajući svaki piksel na djelić sekunde.
Skalabilnost i primjene
Ova tehnologija je izuzetno skalabilna. Tim je demonstrirao uređaje s više od 1500 neovisno adresabilnih piksela, što je značajno više od usporedivih taktilnih zaslona do danas. Mogući su daleko veći formati, uključujući primjenu modernih laserskih video projektora.
Istraživači su također proučili percepciju korisnika prilikom interakcije sa zaslonima. Sudionici su s milimetarskom preciznošću mogli točno izvijestiti o lokaciji pojedinačno osvijetljenih piksela, percipirajući pokretnu grafiku i lako razlikujući prostorne i vremenske uzorke.
Povijesni kontekst i budućnost
Visell naglašava da iako se nalazi tima ističu među prijašnjim tehnologijama zaslona, ideja o pretvaranju svjetla u mehaničko djelovanje ima značajne prethodnike. U 19. stoljeću, Alexander Graham Bell i drugi koristili su fokusiranu sunčevu svjetlost za pobuđivanje zvuka. Sada, isti fizički principi primijenjeni su u tehnologiji digitalnog zaslona.
Ovi vizualno-taktilni zasloni mogli bi biti primjenjivi u različitim područjima. Visell predviđa korištenje tehnologije za stvaranje automobilskih zaslona osjetljivih na dodir, elektroničkih knjiga s opipljivim ilustracijama i arhitektonskih površina za mješovitu stvarnost, čime se premošćuje digitalni i fizički svijet.
Što god budućnost nosila, ova tehnologija utjelovljuje jednostavnu i intrigantnu ideju: sve što vidite, možete i osjetiti.
