8. Dezember – Forscher der University of California, Santa Barbara (UC Santa Barbara) haben in einer kürzlich in der Fachzeitschrift Science Robotics veröffentlichten Studie eine neue Displaytechnologie vorgestellt: Die dynamischen Bilder sind nicht nur sichtbar, sondern auch fühlbar. Die Studie präsentiert eine ultradünne optoelektronische Haptikoberfläche mit millimetergroßen Pixeln. Werden diese Pixel mit kurzen Lichtimpulsen bestrahlt, wölben sie sich und bilden taktile Erhebungen, die man ertasten kann.
Das Projekt entstand 2021 aus einer einfachen Frage von Professor Yon Visell von der UC Santa Barbara: Kann Licht, das zur Bildwiedergabe verwendet wird, auch eine mechanische Reaktion erzeugen, die stark genug ist, um von den menschlichen Händen wahrgenommen zu werden? Nach einem Jahr Modellierung und mehreren gescheiterten Prototypenversuchen entwickelte Max Linnander, ein Forscher der Universität, Ende 2022 erfolgreich das erste Funktionsmodell. Das Gerät, das ausschließlich durch Lichtblitze eines kleinen Diodenlasers angetrieben wird und keine eingebetteten elektronischen Bauteile enthält, erzeugt bei Berührung deutliche, spürbare taktile Impulse.
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Es ist bekannt, dass die in dieser Studie beschriebene vollständige Displayarchitektur auf dieser Erkenntnis aufbaut. Jedes Pixel besteht aus einer dünnen Oberflächenschicht, einem kleinen Luftspalt darunter und einer freischwebenden Graphitschicht. Bei Lichteinfall absorbiert die Graphitschicht Lichtenergie und wandelt diese rasch in Wärme um. Dadurch dehnt sich die Luft unter der Schicht aus und drückt die Oberfläche um bis zu einem Millimeter nach oben. Diese Auslenkung ist ausreichend, damit Benutzer einzelne Pixel präzise mit den Fingerspitzen ertasten können.
Da derselbe Laserstrahl sowohl Energie liefert als auch die Pixel ansteuert, benötigt das gesamte Panel keine interne Verkabelung. Ein Hochgeschwindigkeits-Scansystem kann schnell über das Pixelarray fahren und die Pixel nacheinander aktivieren, um kontinuierliche visuelle und haptische Animationen zu erzeugen.
Dem Forschungsteam ist es gelungen, ein Array mit über 1.500 unabhängig ansteuerbaren Pixeln herzustellen – ein bedeutender Durchbruch im Vergleich zu bisherigen haptischen Displays, die Schwierigkeiten hatten, Pixeldichte, Reaktionsgeschwindigkeit und Auslenkungsamplitude in Einklang zu bringen. Die Reaktionszeit liegt zwischen 2 und 100 Millisekunden und ist damit ausreichend, um fließende Konturen, Formen und Zeichenmuster präzise wiederzugeben. In Nutzertests konnten die Teilnehmer bewegte Reize genau verfolgen, räumliche Anordnungen unterscheiden und die durch die sequentielle Aktivierung der Pixel erzeugten zeitlichen Informationen wahrnehmen.
Die Forscher heben hervor, dass die Technologie dank des optischen Adressierungsverfahrens eine hervorragende Skalierbarkeit bietet. Größere Arrays lassen sich mit kompakten Scanlasern ansteuern, wie sie in modernen Projektoren üblich sind. Sie sehen zudem eine Reihe potenzieller Anwendungen, beispielsweise Mensch-Maschine-Schnittstellen in der Automobilindustrie, die physische Bedienelemente simulieren, sowie elektronische Texte oder Diagramme, die sich dynamisch unter der Handfläche des Lesers verändern.
Obwohl sich diese Studie noch im Prototypenstadium befindet, ist sie die erste, die Lichtenergie direkt und hochauflösend in mechanische Verformung umwandelt. Das Team der UC Santa Barbara hat damit einen neuen Weg beschritten: Zukünftige haptische Displays werden sich eher wie herkömmliche visuelle Displays verhalten und Informationen in einem Format präsentieren, das gleichzeitig von den Augen wahrgenommen und von den Fingern erkundet werden kann.
Veröffentlichungsdatum: 10. Dezember 2025