Taktiles Display: Digital Signage wird „fühlbar“

Forscher der University of California in Santa Barbara (UCSB) entwickelten einen neuartigen Display-Prototypen: ein taktiles Displays, bei dem die Pixel buchstäblich aus der Oberfläche herausragen. Das Projekt trägt den Titel „Tactile Displays Driven by Projected Light“ – auf Deutsch: Taktile Displays, die durch projiziertes Licht gesteuert werden. Es zeigt, dass digitale Displays nicht nur sichtbar, sondern auch fühlbar sein können.

Gas-gefüllte Pixelkammern dehnen sich aus

Die Oberfläche des Displays besteht aus hunderten kleinen Pixelkammern, die unter einer dünnen, elastischen Membran versiegelt sind. Jede Kammer enthält einen Streifen Graphit, der Laserlicht absorbiert. Trifft der Laser auf den Graphit, erwärmt sich das Gas in der Kammer und dehnt sich aus. Dadurch wird die Membran nach oben gedrückt – das Pixel ragt um etwa einen Millimeter heraus. Gleichzeitig leuchtet das Pixel auf, sodass das Bild gesehen und gleichzeitig erfühlt werden kann.

Die gasgefüllten Pixelkammern dehnen sich durch Laserlicht aus. (Foto: UCSB)

Max Linnander, der das Forscherteam teitet, erklärt das System so: „Unser Display wandelt projiziertes Licht direkt in sichtbare und fühlbare Muster um. Die taktilen Pixel können räumliche Strukturen, Bewegungen und zeitliche Veränderungen darstellen. Im Grunde wird das Bild greifbar.“

Über 90 Prozent der Testpersonen konnten Inhalte erfühlen

Der aktuelle Prototyp misst 15 x 15 Zentimeter und verfügt über 1.511 individuell steuerbare Pixel. Damit ist er deutlich größer als frühere Experimente mit taktilen Displays. Laut den Forschern zeigten erste Tests:

Formen, Drehungen und Bewegungsmuster konnten von den Testpersonen zu 93–100 % richtig erkannt werden.
Einzelne erhabene Pixel konnten mit etwa 78 % Genauigkeit lokalisiert werden.

Erster Prototyp des taktilen Displays (Foto: UCSB)

Von multisensorischen Erlebnissen bis zur Barrierefreiheit

Normale Bildschirme zeigen nur Bilder, und Touchscreens geben oft nur Vibrationsfeedback. Das neue System erzeugt echte Oberflächenverformungen, sodass Benutzer das Bild wirklich „begreifen“ können. Mögliche Anwendungen sind beispielsweise Virtual- und Augmented-Reality-Erlebnisse, barrierefreie Displays für sehbehinderte Personen oder fortgeschrittene Steuerpulte.

Das Display nutzt projiziertes Licht, sowohl für die Stromversorgung als auch für die Steuerung der Pixel. Dadurch ist keine aufwendige Verkabelung nötig, was eine größere oder hochauflösende Skalierung theoretisch möglich macht. Die Forscher betonen jedoch, dass der Prototyp noch in einem frühen Stadium ist. Wichtige nächste Schritte sind die Bildwiederholraten zu verbessern, die Haltbarkeit zu erhöhen und das Display in die Fertigung zu bringen.

Die Studie wurde in Science Robotics veröffentlicht (DOI: 10.1126/scirobotics.adv1383). Die vollständige Veröffentlichung ist auch auf Arxiv verfügbar. Demonstrationsvideos und weitere Materialien gibt es im RE Touch Lab der UCSB.