南韩新突破:LED技术让平面变3D,触感体验升级
一支来自南韩的研究团队成功研发了一项引领全球关注的先进触觉显示技术。这项创新不仅让用户能够实际感受到三维形状和各种纹理,而且还为视障人士信息传递设备、车辆界面、元宇宙应用、教育工具等领域的应用提供了无限可能。
这项由电子电信研究院(ETRI)领导开发的显示技术,通过使用一种光热弹性可变薄膜,成功实现了生成三维触觉体验。该研究成果已在《自然通讯》杂志上发表,并被选为特色文章。
该技术通过调节红外线发光二极管(LED)的光强,精确控制几毫米大小的触觉元素在光滑薄膜表面的高度和弹性。ETRI研发的触觉显示器能够直接呈现盲文、文本和各种三维形状。其关键特点在于能够精细地控制不同区域的弹性和温度,精确再现不同高度和纹理。
该技术的核心在于一个由两个极薄层组成的功能性聚合物膜结构。面对LED的下层光热层吸收光线并产生热量。上层的可变弹性层在室温下是硬的,但当光热层产生的热量使其在约50度的温度下从玻璃态转变为橡胶态时,会变得非常柔软。
在这种状态下,薄膜下方的空气压力使其根据吸收的热量膨胀,形成触觉3D形状。一个直径为4mm的元素能产生的3D形状最大高度为1.4mm,大约是典型盲文显示器的两倍,并且可以基于LED光强以0.1mm的增量精细控制。
值得注意的是,当光线关闭时,上层薄膜再次冷却并变硬,让形状能够在不消耗额外能量的情况下承受触摸。
研究团队着力于基于光响应热弹性可变材料和3D变形感知模型的三维元素开发。ETRI的首席研究员Inwook Hwang表示,“传统的盲文触觉显示器只能表达简单形状,并且高度固定。我们的新技术允许自由控制每个单元的高度和弹性,能够创造出逼真的3D地形和纹理。”
ETRI有形界面创新研究部门的主任Sungryul Yun补充说,“这一创新成就提升了触觉显示技术到一个新的高度。我们计划整合大面积光源和镶嵌技术,以扩展到大型3D显示,同时提高单元分辨率和最大化能效。”
这项技术的潜力可在为视障人士提供高级3D信息传递、车辆自适应用户界面、触觉交流以及逼真的教育模型等方面,使身临其境的触觉互动成为现实。
以下是六款不同品牌和型号的芯片及其适用领域:
- 英特尔 Core i9,适用于高性能计算与游戏
- 英伟达 TITAN RTX,适用于图形处理与人工智能
- AMD Ryzen 9,适用于桌面计算与游戏
- 高通 Snapdragon 888,适用于移动设备
- 苹果 A15,适用于智能手机与平板
- IBM Power9,适用于企业级服务器与数据中心