8. joulukuuta – Kalifornian yliopiston Santa Barbaran (UC Santa Barbara) tutkijat ovat esitelleet uuden näyttötekniikan Science Robotics -lehdessä julkaistussa äskettäisessä tutkimuksessaan: sen esittämät dynaamiset kuvat ovat paitsi näkyviä myös fyysisesti havaittavia. Tutkimuksessa esitellään millimetrin kokoisilla pikseleillä peitetty ultraohut optoelektroninen haptinen pinta; lyhyiden projisoitujen valopulssien vaikutuksesta nämä pikselit pullistuvat muodostaen tuntoherkkiä kohoumia, jotka voidaan tuntea koskettamalla.
Projekti sai alkunsa vuonna 2021 UC Santa Barbaran professorin Yon Visellin esittämästä yksinkertaisesta kysymyksestä: Voiko kuvien renderöintiin käytettävä valo tuottaa myös mekaanisen vasteen, joka on riittävän voimakas, jotta ihmiskädet voivat havaita sen? Vuoden mallinnuksen ja useiden epäonnistuneiden prototyyppiyritysten jälkeen yliopiston tutkija Max Linnander kehitti onnistuneesti ensimmäisen konseptilaitteen vuoden 2022 lopussa. Laite toimii yksinomaan pienen diodilaserin valonvälähdysten avulla eikä sisällä upotettuja elektronisia komponentteja, ja se voi tuottaa selkeitä, havaittavia tuntoimpulsseja kosketettaessa.
https://www.perfectdisplay.com/27-nano-ips-qhd-180hz-gaming-monitor-product/
https://www.perfectdisplay.com/27-ips-uhd-330hzfhd-165hz-gaming-monitor-product/
Ymmärretään, että tässä tutkimuksessa kuvattu näyttöarkkitehtuuri perustuu tähän saavutukseen. Jokainen pikseli koostuu ohuesta pintakalvosta, sen alla olevasta pienestä ilmaontelosta ja suspendoidusta grafiittikalvosta. Valolle altistuessaan grafiittikalvo absorboi valoenergiaa ja muuntaa sen nopeasti lämmöksi, jolloin kalvon alla oleva ilma laajenee ja työntää pintaa ylöspäin jopa millimetrin verran. Tämä siirtymäamplitudi riittää, jotta käyttäjät voivat paikantaa yksittäiset pikselit tarkasti sormenpäillään.
Koska sama lasersäde tuottaa sekä energiaa että pikselien osoitusta, koko paneeli ei vaadi sisäistä johdotusta. Nopea skannausjärjestelmä voi nopeasti pyyhkäistä pikselimatriisin läpi ja aktivoida pikselit yksi kerrallaan luodakseen jatkuvia visuaalisia ja taktiilisia animaatioita.
Tutkimusryhmä on tällä hetkellä onnistuneesti valmistanut matriisin, joka sisältää yli 1 500 itsenäisesti ohjattavaa pikseliä. Tämä on merkittävä läpimurto verrattuna aiempiin haptisiin näyttöihin, joilla oli vaikeuksia tasapainottaa pikselitiheyttä, vasteaikaa ja siirtymäamplitudia. Sen vasteaika vaihtelee 2–100 millisekuntiin, mikä riittää toistamaan pehmeät ääriviivat, muodot ja merkkikuviot. Käyttäjätesteissä osallistujat pystyivät seuraamaan tarkasti liikkuvia ärsykkeitä, erottamaan spatiaalisia asetteluja ja havaitsemaan pikseleiden peräkkäisen aktivoinnin muodostamaa ajallista tietoa.
Tutkijat huomauttavat, että optisen osoitejärjestelmän ansiosta teknologia tarjoaa erinomaisen skaalautuvuuden. Suurempia antenniryhmiä voidaan ohjata kompakteilla skannauslasereilla, joita yleisesti käytetään nykyaikaisissa projektoreissa. He näkevät myös useita potentiaalisia sovelluksia, kuten autojen ihmisen ja koneen rajapintoja, jotka simuloivat fyysisiä ohjaimia, sekä sähköisiä tekstejä tai kaavioita, jotka muuttuvat dynaamisesti lukijan kämmenen alla.
Vaikka tutkimus on vielä prototyyppivaiheessa, se on ensimmäinen kerta, kun valoenergiaa on muunnettu suoraan mekaaniseksi muodonmuutokseksi korkealla resoluutiolla. UC Santa Barbaran tiimi on siten raivannut uuden polun: tulevaisuuden haptiset näytöt toimivat enemmän perinteisten visuaalisten näyttöjen tavoin, esittäen tietoa muodossa, jota silmät voivat samanaikaisesti havaita ja sormet tutkia.
Julkaisun aika: 10.12.2025