211service.com
Lepszy, tańszy interfejs wielodotykowy
W ciągu ostatnich kilku lat świat pokochał wyświetlacze wielodotykowe. Jednak dzisiejsze interfejsy konsumenckie mają pewne wady: ekrany dotykowe, takie jak te na iPhonie i nadchodzącym e-czytniku Plastic Logic, działają tylko za pomocą palca, a nie rysika ani nawet dłoni w rękawiczce. Inne wyświetlacze, takie jak ekrany Microsoft Surface i Perceptive Pixel, są sztywne, stosunkowo drogie i obecnie dość nieporęczne.
Dociskacz: Naukowcy z New York University opracowali niedrogą podkładkę wrażliwą na nacisk, która tworzy obrazy obiektów, które mają z nią kontakt, takich jak dłoń (u góry) i opuszki palców (poniżej). Naukowcy zbudowali prototypową podkładkę, która łączy się z komputerem, aby wyświetlić trójwymiarowy obraz nacisku dłoni użytkownika (na dole).
Jednak nowe badania z New York University zapowiadają stworzenie interfejsów wielodotykowych, które są tanie i elastyczne i mogą być używane zarówno palcami, jak i przedmiotami. Technologia o nazwie Niedrogie wielodotykowe urządzenia do akwizycji ciśnienia (IMPAD) może być cienka jak papier, można ją łatwo zmniejszyć, aby zmieścić się na małych urządzeniach przenośnych, lub można ją powiększyć, aby pokryć cały stół lub ścianę. Naukowcy zaprezentują IMPAD w przyszłym tygodniu na Konferencja Computer Human Interaction w Bostonie.
iPhone przechwytuje informacje o dotyku, mierząc zmianę pojemności, gdy palec lub inny przewodzący przedmiot dotyka wyświetlacza. Ekrany Surface wykorzystują kamery, aby zobaczyć położenie obiektów na blacie stołu. Wyświetlacze Perceptive Pixel również korzystają z aparatów, ale w inny sposób. Kamery te służą do śledzenia światła podczerwonego, które rozprasza się w obecności palca lub rysika. Chociaż ekrany dotykowe Perceptive Pixel zbierają informacje o nacisku, nadal niepraktyczne jest używanie kamer do mniejszych lub dotykowych interfejsów. IMPAD stosuje inne podejście, mierząc zmianę oporu elektrycznego, gdy osoba lub przedmiot wywiera inny nacisk na specjalnie zaprojektowaną podkładkę, składającą się tylko z kilku warstw materiałów.
Jednym z problemów, które były typowe dla czujników wielodotykowych, jest… albo dotykasz ich, albo nie dotykasz, wyjaśnia Ken Perlin , profesor badań mediów na NYU. Znaczna ilość potencjalnie przydatnych informacji jest wyrzucana, ponieważ czujnik nie wychwytuje niuansów. Ale dzięki dotykowemu panelowi dotykowemu urządzenie może zobaczyć, jak mocno osoba naciska, otwierając inny wymiar interfejsu użytkownika. Naukowcy wykazali, że ich czuły na nacisk panel dotykowy może być używany do wirtualnego rzeźbienia i malowania oraz do symulowanej myszy z lewym i prawym kliknięciem i przeciągania, a także do instrumentów muzycznych, takich jak klawiatura fortepianu. ( Zobacz wideo .)
Sprzęt, z którego składa się zademonstrowany prototyp, jest stosunkowo prosty, wyjaśnia Ilja Rosenberg , absolwent naukowy i główny autor artykułu IMPAD. Składa się z dwóch plastikowych arkuszy o wymiarach około 8 cali na 10 cali, każdy z równoległymi liniami elektrod, oddalonych od siebie o ćwierć cala. Arkusze są ułożone tak, że elektrody krzyżują się, tworząc siatkę; każde skrzyżowanie jest zasadniczo czujnikiem ciśnienia. Co najważniejsze, oba arkusze są pokryte warstwą tuszu z rezystorem czułym na siłę (FSR), rodzaju tuszu, który ma mikroskopijne guzki na swojej powierzchni. Kiedy coś pokrytego tuszem zostanie wciśnięte, guzki poruszają się i dotykają, przewodząc prąd. Im mocniej naciskasz, tym więcej prowadzi, mówi Rosenberg.
Atrament FSR był używany od dziesięcioleci, ale głównie na instrumentach muzycznych, takich jak bębny elektroniczne lub klawisze, mówi Rosenberg. Tworząc swój touchpad, naukowcy musieli upewnić się, że może on wykryć dokładne położenie palca, mimo że czujniki są oddalone od siebie o ćwierć cala – coś, czego projektanci instrumentów elektronicznych nie musieli brać pod uwagę.
W idealnej sytuacji naukowcy chcieli mieć możliwość pomiaru z rozdzielczością 100 punktów na cal kwadratowy, ale nie chcieli komplikacji i kosztów związanych z okablowaniem tak dużej liczby czujników. Opracowali więc algorytm, który pobiera dane wejściowe z każdego przecięcia elektrod i interpoluje pozycję obiektu, nawet tak małego jak końcówka rysika. Pozwala im również odróżnić dwa palce naciskające obok siebie. Dane wyjściowe z pada przesyłane są do komputera, odwzorowując intensywność i położenie nacisku. Obecnie dane z całej podkładki można zbierać od 50 do 200 razy na sekundę.
Prostota i wysoka rozdzielczość pada to jedno z głównych osiągnięć badaczy – mówi Patryk Baudisch , badacz w Instytucie Hasso Plattner w Niemczech oraz w Microsoft Research. Baudisch współpracuje obecnie z grupą Perlin przy projekcie IMPAD. Podkładka daje animowany obraz nacisku, ale ma tylko 20 złączy wychodzących z niego, mówi. Wygląda na to, że to nic wielkiego, ale umożliwia korzystanie z niego na bardzo małych urządzeniach mobilnych, takich jak nasz nanoTouch , ekran wielkości karty kredytowej, który ma czułość na dotyk z tyłu i po bokach.
Bill Buxton , główny badacz w Microsoft, mówi, że praca NYU jest interesująca i wyjątkowa pod wieloma względami, w tym ze względu na zdolność wyczuwania czegoś więcej niż tylko palca lub rysika. Możesz użyć tego, co najlepiej pasuje do zadania, mówi. Zauważa również, że chociaż prototyp jest nieprzezroczystym panelem dotykowym, koncepcję tę można łatwo zastosować do przyszłych elastycznych wyświetlaczy, ponieważ atrament i elektrody mogą być przezroczyste.
Jeff Han z Perceptive Pixel zgadza się, że przechwytywanie informacji o sile przyłożonej do ekranu jest ważną częścią interfejsu dotykowego. Zauważa jednak, że integracja takiego czujnika z wyświetlaczem o wysokiej wierności to trudna część. Upewnienie się, że interfejs dotykowy i wyświetlacz dobrze ze sobą współgrają, to wciąż spore wyzwanie.
Perlin mówi, że wyobraża sobie technologię zastępującą pojemnościowe ekrany dotykowe, zwłaszcza w telefonach komórkowych. Łóżka szpitalne i wózki inwalidzkie mogą być również wyposażone w ekrany IMPAD wskazujące, kiedy mogą wystąpić odleżyny. Materiały budowlane mogłyby wykorzystać tę technologię do monitorowania naprężeń w budynkach, a zewnętrzne warstwy przypominające skórę można by stworzyć dla robotów, które potrafią wykrywać dotyk.
Naukowcy są obecnie na pierwszym etapie tworzenia spółki spin-off w celu przetestowania komercyjnych możliwości technologii.