Специалисты Калифорнийского университета в Санта-Барбаре представили трёхмерные экраны, позволяющие не только видеть картинку, но и чувствовать её физически. Согласно публикации в журнале Science Robotics, в основе системы лежат «оптотактильные поверхности» — массивы миллиметровых пикселей, которые под воздействием световых импульсов кратковременно приподнимаются, создавая ощутимые рельефные элементы.
Источник изображения: Science Robotics
Инициатива зародилась в 2021 году, когда профессор Йон Виселл задумался: способен ли свет, создающий изображение, также вызывать механический отклик, ощутимый на ощупь. После года компьютерного моделирования и нескольких неудачных экспериментов, в конце 2022 года исследователь Макс Линнандер собрал первый действующий прототип — одиночный пиксель, активируемый вспышками маломощного лазерного диода и не имеющий встроенной электроники. При прикосновении он генерировал отчётливый тактильный сигнал.
На этой основе была разработана полная архитектура дисплея. Каждый пиксель содержит миниатюрную воздушную камеру под эластичной мембраной и подвешенную графитовую плёнку. При попадании света плёнка поглощает энергию и быстро нагревается. Воздух в камере расширяется, выдвигая поверхность вверх на расстояние до миллиметра — этого хватает, чтобы пользователь мог чётко ощущать пиксели подушечками пальцев.
Учёные реализовали тактильный дисплей без внутренних проводов, где единый лазерный луч одновременно питает и управляет пикселями, последовательно сканируя поверхность и формируя динамические узоры, доступные как зрению, так и осязанию. Новый массив насчитывает свыше 1500 пикселей, а время отклика от 2 до 100 миллисекунд в сочетании с подъёмом поверхности на миллиметр впервые обеспечили высокую плотность, быстродействие и тактильную отдачу, недостижимые в более ранних аналогах.
По данным Tom's Hardware, оптический метод управления обеспечивает простоту масштабирования технологии, а для работы с обширными массивами элементов подойдут те же малогабаритные лазерные сканеры, что используются в современных проекционных устройствах. В числе возможных областей внедрения называются автомобильные панели управления, воссоздающие ощущение механических кнопок, а также электронные документы или чертежи, способные менять рельеф под прикосновением пальцев. Несмотря на то, что разработка пока находится на стадии прототипа, она продемонстрировала реализуемость тактильных экранов, способных передавать информацию через изменяемые трёхмерные текстуры, воспринимаемые одновременно зрением и осязанием.
