Taktile Displays der UC Santa Barbara wandeln Licht direkt in Berührungsempfindungen um

Forschende der University of California, Santa Barbara (UCSB) haben im Dezember 2025 eine bahnbrechende Display-Technologie vorgestellt. Diese Neuerung hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir mit Bildschirmen interagieren, grundlegend zu verändern, da sie projiziertes Licht unmittelbar in physische Berührungsgefühle umwandelt. Dies stellt einen signifikanten Bruch mit den bisher üblichen Methoden der Vibrationsrückmeldung dar. Dank dieser interdisziplinären Entwicklungsarbeit können Nutzer dynamische Grafiken auf dem Bildschirm nicht nur sehen, sondern auch haptisch wahrnehmen.

Die Initialzündung für dieses Forschungsprojekt gab Professor Yon Visell, der bereits Ende September 2021 die Herausforderung formulierte, das bildgebende Licht selbst in etwas Tastbares zu transformieren. Nach etwa einem Jahr intensiver Simulationen und anfänglicher Misserfolge gelang dem Doktoranden Max Linnander im Dezember 2022 der Durchbruch: Er präsentierte einen funktionierenden Prototyp. Dieser bestand zunächst nur aus einem einzigen Pixel, das lediglich durch die Impulse eines schwach leuchtenden Laser-Diodenfeldes aktiviert wurde – ganz ohne integrierte Elektronik.

Jedes einzelne Pixel dieser neuartigen Oberfläche fungiert als eine Art Mikrokammer. Diese Kammer beinhaltet eine Graphitschicht, die unter einer flexiblen Silikonmembran versiegelt ist. Wenn das Licht eines Projektors auf den Graphit trifft, absorbiert dieser die Energie und erhitzt sich augenblicklich. Diese Erwärmung führt zu einer Ausdehnung der eingeschlossenen Luft im Inneren der Kammer. Die daraus resultierende Expansion drückt die Silikonmembran nach außen und erzeugt so eine fühlbare, physische Erhebung. Das Team des RE Touch Lab, angesiedelt im California NanoSystems Institute der UCSB, betont, dass diese einfache Konstruktion die Komplexität von der eigentlichen Oberfläche auf den externen Projektor verlagert. Dies ebnet den Weg für die Entwicklung hochflexibler, taktil erfahrbarer Oberflächen.

Der von den Wissenschaftlern vorgeführte Prototyp umfasste ein Raster von 1511 unabhängig ansteuerbaren Pixeln, verteilt auf einer Fläche von 15 mal 15 Zentimetern. Die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems lag bemerkenswerterweise zwischen 2 und 100 Millisekunden. Diese Geschwindigkeit ist ausreichend, um taktile Effekte zu simulieren, die Bewegungen adäquat darstellen können. Nutzerstudien untermauerten die hohe Leistungsfähigkeit der Technologie: Freiwillige erreichten eine Genauigkeit von über 90 Prozent bei der Bestimmung der Bewegungs- und Rotationsrichtungen von Objekten und konnten sowohl räumliche als auch zeitliche Muster zuverlässig unterscheiden.

Diese wegweisende Arbeit, die in der Fachzeitschrift Science Robotics veröffentlicht wurde, stellt einen enormen Fortschritt im Vergleich zu herkömmlichen haptischen Schnittstellen dar, welche oft aufwendige Verkabelungen und komplexe Anordnungen von Aktuatoren erfordern. Das UCSB-Team, dem Spezialisten aus den Fachbereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Computertechnik sowie dem Programm für Medienkunst und Technologie angehörten, hat die taktile Oberfläche bewusst energiepassiv gestaltet. Zudem wurde das System so kalibriert, dass unangenehme Temperaturanstiege auf der Haut des Nutzers strikt vermieden werden.

Das Anwendungspotenzial dieser Innovation ist weitreichend. Es reicht von Automobil-Touchscreens, die physische Bedienelemente imitieren, über E-Books mit greifbaren Illustrationen bis hin zu intelligenten Architekturwänden für immersive Mixed-Reality-Erlebnisse. Da das Licht sowohl die Beleuchtung als auch die Energieversorgung übernimmt, benötigen die Displayflächen keine eigene Bordelektronik. Dies eröffnet die Möglichkeit, diese Technologie mithilfe moderner Laser-Videoprojektoren potenziell auf wesentlich größere Formate zu skalieren, was die Anwendungsmöglichkeiten enorm erweitert.