研究人员成功研发出一种新型光电触觉显示技术，该技术具备直观可感知的特性，能够让用户切实体验到看得见、摸得着的效果

12月8日消息，美国加州大学圣塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara）的研究人员在《科学·机器人》（Science Robotics）期刊最新发表的研究里，展示了一种新型显示技术：该技术呈现的动态图像不仅能被看到，还能通过物理方式感知。这项研究介绍了一种超薄的光电触觉表面，上面布满毫米级的像素；当这些像素受到短暂投射的光脉冲照射时，会隆起形成可被触觉感知的凸点。

2021年，圣塔芭芭拉分校的尤恩・维塞尔（Yon Visell）教授提出了一个简单的问题：那些用来绘制图像的光线，是否也能产生足够强烈的机械响应，让人手可以感知到？经过一年的建模工作，以及多次原型尝试的失败后，该校的研究人员马克斯・林南德（Max Linnander）在2022年底成功做出了首个概念验证装置。这个装置仅仅依靠小型二极管激光器发出的闪光来驱动，里面没有任何嵌入式的电子元件，但当人们触摸它时，却能感受到清晰可辨的触觉脉冲。

据IT之家了解，本研究里所阐述的完整显示架构，正是依托这一成果搭建起来的。每一个像素都由一层薄表面膜、其下方的小型空气腔以及一片悬浮着的石墨薄膜构成。当有光照作用时，石墨薄膜会吸收光能并快速转化为热量，致使膜下的空气受热膨胀，进而把表面向上推起，最高可达一毫米的高度。这样的位移幅度，足够让用户借助指尖精准地定位到单个像素。

因为同一束激光兼具提供能量和实现像素寻址的双重功能，整个面板不需要内部布线。一套高速扫描系统能够快速扫过像素阵列，逐个激活像素，进而生成连续的视觉与触觉动画。

研究团队现已成功研发出拥有1500多个可独立控制像素的阵列，相比过去难以同时满足像素密度、响应速度与位移幅度要求的触觉显示器，这无疑是一项重要突破。该阵列的响应时间在2到100毫秒范围内，能够清晰呈现流畅的轮廓、形状以及字符图案。在用户测试环节，参与者可以精准追踪移动的刺激信号，辨别空间布局，还能感知由像素按顺序激活所产生的时序信息。

研究人员表示，凭借光学寻址方案，这项技术拥有不错的可扩展性。更大规模的阵列能够借助现代投影仪里常用的紧凑型扫描激光器来驱动。他们同时对多种潜在应用进行了展望，像模拟实体控件的汽车人机交互界面，还有能在读者手掌下动态变换形态的电子文本或图表等。

尽管目前还处于原型阶段，这项研究却首次达成了将光能直接且高分辨率地转化为机械形变的突破。加州大学圣塔芭芭拉分校的团队借此开拓出一条全新路径，未来的触觉显示器有望更贴近传统视觉显示器的运作模式，以既能被眼睛观察、又能让手指探索的方式来呈现信息。

【：IT之家】