Rewolucyjna Technologia UCSB: Ekrany Taktylne Przekształcające Światło w Dotyk

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB) zaprezentowali w grudniu 2025 roku przełomową technologię wyświetlania. Ta innowacja pozwala na bezpośrednie przekształcanie rzutowanego światła w odczuwalne wrażenia dotykowe, co stanowi znaczące odejście od powszechnie stosowanych metod sprzężenia zwrotnego opartego na wibracjach. Dzięki interdyscyplinarnym wysiłkom, osiągnięto stan, w którym użytkownicy mogą nie tylko widzieć dynamiczną grafikę na ekranie, ale także ją fizycznie odczuwać.

Kierownictwo nad tym fascynującym projektem objął profesor Yon Visell. Już pod koniec września 2021 roku postawił on ambitne zadanie: uczynić namacalnym światło, które tworzy obraz. Po około roku intensywnych symulacji i nieudanych eksperymentów, w grudniu 2022 roku student studiów magisterskich Max Linnander zademonstrował działający prototyp. Ten wczesny model składał się z pojedynczego piksela, aktywowanego serią błysków niskomocowego diody laserowej, co kluczowe, bez jakiejkolwiek wbudowanej elektroniki.

Konstrukcja każdego piksela opiera się na mikrokomorze. Wewnątrz tej komory znajduje się warstwa grafitu, zamknięta pod elastyczną membraną silikonową. Kiedy światło z projektora pada na grafit, materiał ten absorbuje energię i gwałtownie się nagrzewa. To podgrzewanie powoduje rozprężanie się powietrza uwięzionego wewnątrz komory. W rezultacie, rozprężające się powietrze wypycha membranę na zewnątrz, tworząc fizyczne wybrzuszenie, które jest wyczuwalne dla dotyku. Zespół RE Touch Lab, działający w ramach California NanoSystems Institute na UCSB, podkreśla, że prostota budowy powierzchni pozwala na przeniesienie całej złożoności obliczeniowej na zewnętrzny projektor, co otwiera drzwi do tworzenia elastycznych powierzchni dotykowych.

Wersja prototypowa, którą zaprezentowali badacze, zawierała matrycę 1511 niezależnie adresowalnych pikseli, rozmieszczonych na obszarze 15 na 15 centymetrów. System wykazał imponującą szybkość reakcji, mierzoną w zakresie od 2 do 100 milisekund. Taka dynamika pozwala na generowanie wystarczająco szybkich efektów dotykowych, aby symulować ruch. Testy z udziałem użytkowników potwierdziły wysoką skuteczność tej technologii: ochotnicy osiągali ponad 90% dokładności w identyfikacji kierunku przemieszczania się oraz obrotu obiektów, a także potrafili rozróżniać wzorce przestrzenne i czasowe.

Odkrycie to, opublikowane na łamach prestiżowego czasopisma Science Robotics, stanowi znaczący krok naprzód w porównaniu do tradycyjnych interfejsów dotykowych, które zazwyczaj wymagają skomplikowanego okablowania i rozbudowanych układów silniczków. Zespół UCSB, złożony ze specjalistów z wydziałów inżynierii mechanicznej, elektrotechniki, informatyki oraz programu sztuki i technologii mediów, celowo uczynił powierzchnię dotykową pasywną pod względem energetycznym. Jednocześnie system jest skalibrowany tak, aby zapobiegać jakimkolwiek nieprzyjemnym wzrostom temperatury na skórze użytkownika, co jest kluczowe dla komfortu.

Potencjalne zastosowania tej innowacji są szerokie i obiecujące. Można je sobie wyobrazić w ekranach dotykowych w samochodach, gdzie symulowałyby fizyczne przyciski i pokrętła, w czytnikach e-booków oferujących namacalne ilustracje, a także w inteligentnych ścianach architektonicznych dla środowisk rzeczywistości mieszanej. Ponieważ światło pełni funkcję zarówno oświetlenia, jak i dostarczania energii, same powierzchnie wyświetlaczy nie potrzebują wewnętrznej elektroniki. To z kolei sprawia, że technologia ta ma potencjał do skalowania na znacznie większe formaty, wykorzystując już istniejące, zaawansowane projektory laserowe.