Пользователи могут с точностью ощущать движущуюся графику, что предполагает потенциальное использование в смешанной реальности, автомобильных системах управления и иммерсивных интерфейсах.
Группа исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре создала новую технологию отображения, которая объединяет зрение и осязание, позволяя пользователям ощущать цифровую графику как физические прикосновения под кончиками пальцев.
Система использует крошечные пиксели, которые расширяются наружу под воздействием проецируемого света.
Работа сигнализирует о возможном изменении того, как люди взаимодействуют с экранами — от мобильных устройств до приборных панелей автомобилей и даже поверхностей умных зданий.
Простой вопрос рождает идею
Проект начался, когда профессор Йон Визелл бросил вызов кандидату на докторскую степень Максу Линнандеру вскоре после его прибытия в Калифорнийский университет в Санта-Барбаре в 2021 году.
«Вопрос был достаточно прост: можно ли свет, формирующий изображение, преобразовать во что-то, что можно почувствовать?» — сказал Линнандер.
Даже исследовательская группа не была уверена, сработает ли эта идея. «Мы не знали, осуществимо ли это», — сказал Визелл.
«Вероятность того, что это невозможно, и сама идея дать людям возможность «почувствовать свет» сделали этот вопрос неотразимым».
Последовали месяцы теоретических исследований и имитационных испытаний. Прогресс оставался медленным до декабря 2022 года, когда Линнандер построил прототип, состоящий всего из одного пикселя, активируемого диодным лазером.
Визелл до сих пор помнит этот прорыв.
«Я приложил палец к пикселю и почувствовал отчётливый тактильный импульс каждый раз, когда мигал свет», — сказал он. Он добавил, что именно в этот момент они поняли, что основная идея работает.
Система, управляемая светом
Технология основана на использовании тонких поверхностей дисплея, покрытых оптотактическими пикселями миллиметрового размера. Каждый пиксель содержит воздушную полость и тонкую графитовую плёнку, подвешенную под ней.
Когда свет попадает на пленку, она быстро нагревается.
Воздух под ним расширяется и выталкивает поверхность вверх примерно на один миллиметр, создавая заметный выступ.
Маломощный сканирующий лазер обеспечивает как освещение, так и питание.
Он перемещается по дисплею с высокой скоростью, активируя каждый пиксель всего на долю секунды.
В экране нет проводов или встроенной электроники.
Частота обновления достаточно высока, чтобы анимация выглядела и ощущалась непрерывной в реальном времени.
Команда уже построила панели с более чем 1500 независимо управляемыми пикселями, и они говорят, что с использованием современных проекционных систем возможны гораздо более крупные версии.
Потенциальные возможности использования за пределами исследований
Исследования пользователей показали, что участники могли находить пиксели, обнаруживать движение и различать пространственные закономерности с помощью прикосновений с точностью до миллиметра.
Исследователи утверждают, что эти результаты указывают на широкие возможности тактильного контента.
Эта концепция берет свое начало в экспериментах Александра Грэхема Белла, проведенных в XIX веке, где он использовал модулированный солнечный свет для создания звуковых колебаний в заполненных воздухом трубках.
Теперь та же физика поддерживает современный цифровой интерфейс.
В будущем сферой применения могут стать тактильное управление автомобилями, электронные книги с физическими иллюстрациями или интерактивные архитектурные поверхности.
Для исследователей основная идея проста: все, что видно на экране, однажды может стать тем, что можно пощупать.
Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.
Sourse: interestingengineering.com
