Künstliche Intelligenz

Greifbare Pixel durch Laser und Luftkammern


Bildschirme mit Flüssigkristallen, Quantenpunkten oder organischen LEDs dominieren unseren Alltag. Doch sie teilen eine Einschränkung: Sie übermitteln Daten ausschließlich optisch. Die sonst für den Alltag wichtige haptische Wahrnehmung fehlt. Touchscreens erlauben zwar Fingersteuerung und Smartphones liefern Vibrationsrückmeldungen, der angezeigte Inhalt bleibt jedoch zweidimensional und flach. Er lässt sich nicht durch Berührung erfahren beziehungsweise ertasten.

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Wie Science Robotics berichtet, haben Max Linnander und sein Team von der University of California in Santa Barbara ein Display entwickelt, das Inhalte gleichzeitig sichtbar und greifbar darstellt. Aktive Bildpunkte sorgen dabei nicht nur für die gewohnte zweidimensionale Darstellung, sondern heben entsprechend markierte Bereiche als kleine „Buckel“ hervor. Dazu integrieren sie winzige, mit Luft gefüllte Hohlräume unter der flexiblen Oberfläche. Laserlicht bestrahlt diese Elemente, erhitzt das Gas darin und lässt die Schicht sich spürbar nach oben wölben. Der Vorteil: Diese haptischen Punkte sind nicht nur für statische Bilder geeignet, sondern wechseln fast so rasch wie herkömmliche Bildschirmelemente das Erscheinungsbild. Die ersten Prototypen erreichen Reaktionszeiten von 2 bis 100 Millisekunden bei maximal 1511 adressierbaren Pixeln.

Linnander und sein Team prüften in Versuchen mit Teilnehmern, wie zuverlässig dieses haptische System im Einsatz funktioniert. Die Probanden sollten allein durch Fingerberührung Formen und Dynamiken wie die Bewegungsrichtung oder Rotation eines Objekts erkennen. Ergebnis: Die Nutzer identifizieren die Inhalte in 93 bis 100 Prozent der Durchgänge korrekt. Der im Test verwendete Prototyp des Displays verfügte über 1.511 Elemente auf 15 x 15 Zentimetern. „Das ist bereits ein Vielfaches der bisher verfügbaren taktilen Displays mit ähnlichen Merkmalen“, sagt Linnander.

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Bis diese Technik die Serienreife erreicht und nicht nur als Prototyp in Forschungseinrichtungen und Entwicklungslabors zur Verfügung steht, müssen sich Maker und DIY-Enthusiasten mit weniger leistungsfähigen Lösungen auf anderer technischer Basis begnügen. Für Maker und DIY-Enthusiasten bieten sich Aktuatoren wie ERM- und LRA-Vibrationsmotoren (beispielsweise von TITAN Haptics oder Precision Microdrives) an. Zusätzlich sind piezoelektrische Elemente für Surface-Haptics (wie von KEMET oder Novasentis) und weiche EAP-Aktuatoren für flexible Interfaces verfügbar. Open-Source-Projekte wie der SmartKnob View auf ESP32-Basis mit programmierbarem Feedback sind ebenfalls brauchbare Lösungen für den DIY-Bereich.

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(usz)



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