Учёные создали дисплей, который позволяет не только видеть, но и ощущать графику пальцами
Исследовательская группа Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработала инновационную технологию дисплея, объединяющую зрение и осязание. Новая система позволяет пользователям не только видеть, но и физически ощущать контуры цифровых изображений подушечками пальцев в виде тактильных бугорков. Эта работа указывает на потенциальный сдвиг в принципах взаимодействия человека с экранами — от мобильных устройств до панелей управления автомобилями и поверхностей в концепции «умных» зданий.
Идея проекта родилась из простого вопроса, который профессор Йон Визел задал аспиранту Максу Линнандеру в 2021 году: можно ли преобразовать свет, формирующий изображение, во что-то осязаемое? Исследователи даже не были уверены в осуществимости этой задумки, однако сама возможность заставить людей «ощущать свет» казалась невероятно притягательной. После месяцев теоретической работы и моделирования прорыв наступил в декабре 2022 года, когда Линнандер собрал прототип всего с одним пикселем, активируемым лазерным диодом. Визел вспоминает тот момент: приложив палец к пикселю, он отчётливо почувствовал тактильный импульс при каждой вспышке света, что подтвердило работоспособность основной концепции.
Технология основана на тонких дисплейных поверхностях, покрытых оптотактильными пикселями миллиметрового масштаба. Каждый такой пиксель содержит воздушную полость и натянутую тонкую графитовую плёнку. При попадании на плёнку света она быстро нагревается, воздух под ней расширяется и приподнимает поверхность примерно на миллиметр, создавая ощутимую выпуклость. Низкомощный сканирующий лазер обеспечивает как подсветку, так и энергию для активации, быстро перемещаясь по дисплею и зажигая каждый пиксель на долю секунды. В самом экране нет проводов или встроенной электроники, а частота обновления достаточно высока для создания плавных анимаций, непрерывных как для зрения, так и для осязания. Учёные уже создали панели с более чем 1500 независимо управляемых пикселей и утверждают, что с помощью современных систем проекции возможны и гораздо более крупные версии.
Пользовательские тесты показали, что участники могут с точностью до миллиметра находить пиксели, определять направление их движения и различать тактильные узоры. Эти результаты открывают широкие возможности для создания тактильного контента. Физические принципы технологии имеют корни в экспериментах Александра Белла XIX века, который использовал модулированный солнечный свет для создания звуковых вибраций в воздушных трубках. Теперь же похожая физика служит основой для современного цифрового интерфейса. В будущем разработка может найти применение в тактильных элементах управления автомобилем, электронных книгах с физически ощутимыми иллюстрациями или интерактивных архитектурных поверхностях. По мнению исследователей, основная идея проста: всё, что можно увидеть на экране, однажды можно будет и почувствовать.
Исследование подробно описано в научном журнале .