Учёные изобрели тактильный дисплей, который «оживает» под пальцами
Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали технологию трёхмерных дисплеев, изображение на которых можно не только видеть, но и физически ощущать. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science Robotics, новая система использует «оптотактильные поверхности», состоящие из пикселей размером в несколько миллиметров, которые при кратковременном облучении светом приподнимаются, формируя ощутимые выпуклости.
Идея проекта появилась в 2021 году, когда профессор Йон Виселл (Yon Visell) задался вопросом: может ли свет, формирующий изображение, одновременно вызывать механическую реакцию, достаточно сильную для тактильного восприятия. После года моделирования и ряда неудачных попыток в конце 2022 года другой исследователь Макс Линнандер (Max Linnander) создал первый рабочий прототип — отдельный пиксель, активируемый вспышками небольшого диодного лазера и не содержащий встроенной электроники. При касании он выдавал чёткий тактильный импульс.
На основе этого результата была построена полноценная архитектура дисплея. Каждый пиксель включает небольшую воздушную полость под тонкой мембраной и подвешенную графитовую плёнку. Когда на неё попадает свет, плёнка поглощает излучение и почти мгновенно нагревается. Воздух под мембраной расширяется, выталкивая поверхность наружу на расстояние до одного миллиметра и этого достаточно, чтобы пользователь мог ощущать пиксели кончиками пальцев.
Исследователи создали тактильный дисплей без внутренней проводки, в котором один лазерный луч одновременно питает пиксели и управляет ими, последовательно сканируя поверхность и формируя динамические визуальные и осязаемые узоры. В новом массиве находится более 1500 пикселей, что в сочетании со временем отклика от 2 до 100 миллисекунд и подъёмом поверхности до миллиметра позволил впервые совместить высокую плотность, скорость и тактильную отдачу, недоступную предыдущим поколениям подобных устройств.
Как пишет Tom's Hardware, технология легко масштабируется благодаря оптической системе адресации, а для управления более крупными массивами можно использовать те же компактные сканирующие лазеры, что применяются в современных проекторах. Среди потенциальных применений указываются автомобильные интерфейсы, имитирующие физические кнопки, а также электронные тексты или схемы, которые изменяют свою форму под рукой пользователя. Хотя работа всё ещё остаётся прототипом, она показала возможность создания тактильных дисплеев, которые будут предоставлять информацию в виде динамических 3D-узоров, доступных одновременно визуально и физически.