Тактильні дисплеї Каліфорнійського університету: перетворення світла на відчуття дотику

Інженери з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі (UCSB) представили у грудні 2025 року інноваційну технологію дисплеїв. Ця розробка кардинально відрізняється від звичних методів вібраційного зворотного зв'язку, оскільки вона здатна безпосередньо перетворювати проеційоване світло у фізичні відчуття дотику. Завдяки міждисциплінарним зусиллям, користувачі тепер можуть не лише бачити динамічну графіку на екрані, але й відчувати її.

Ідея цього дослідження належить професору Йону Віселлу. Ще наприкінці вересня 2021 року він поставив завдання: знайти спосіб зробити світло, що формує зображення, відчутним. Після приблизно року моделювання та низки невдалих спроб, у грудні 2022 року аспірант Макс Ліннандер продемонстрував робочий прототип. Він складався лише з одного пікселя, який приводився в дію спалахами малопотужного лазерного діода, при цьому жодної вбудованої електроніки не було задіяно.

Кожен окремий піксель по суті є мікрокамерою. Усередині цієї камери розташований графітовий шар, який герметично закритий під гнучкою силіконовою мембраною. Коли проектор спрямовує світло на графіт, той поглинає енергію та швидко нагрівається. Це нагрівання спричиняє розширення повітря всередині камери. Внаслідок цього розширення мембрана виштовхується назовні, створюючи відчутну фізичну випуклість.

Команда з лабораторії RE Touch Lab, що базується у Каліфорнійському нанотехнологічному інституті (California NanoSystems Institute) при UCSB, наголошує на простоті конструкції. Складність перенесено з поверхні дисплея на зовнішній проектор. Це відкриває широкі перспективи для створення гнучких тактильних поверхонь, що є справжнім проривом.

Дослідники представили прототип, який складався з масиву, що налічував 1511 незалежно керованих пікселів, розміщених на площі 15 на 15 сантиметрів. Швидкість реакції системи варіювалася від 2 до 100 мілісекунд. Цей показник достатній для відтворення досить динамічних тактильних ефектів, включаючи рух. Тестування з користувачами підтвердило високу ефективність технології: добровольці демонстрували понад 90% точність при визначенні напрямку руху та обертання об'єктів, а також здатність розрізняти просторові та часові патерни.

Ця розробка, детально описана у науковому виданні Science Robotics, значно випереджає традиційні тактильні інтерфейси, які вимагають складного монтажу проводки та великих масивів двигунів. Команда UCSB, до якої увійшли фахівці з Департаментів машинобудування, електротехніки та комп'ютерної інженерії, а також Програми медіа-мистецтва та технологій, зробила тактильну поверхню енергетично пасивною. При цьому система налаштована таким чином, щоб унеможливити дискомфортне підвищення температури на шкірі людини.

Потенціал цієї технології надзвичайно широкий. Вона може знайти застосування в автомобільних сенсорних екранах, імітуючи фізичні елементи керування, в електронних книгах із відчутними ілюстраціями, а також у «розумних» архітектурних стінах для середовищ змішаної реальності. Оскільки світло одночасно забезпечує і освітлення, і живлення, поверхні дисплеїв не потребують вбудованої електроніки. Це робить їх потенційно масштабованими для створення набагато більших форматів із використанням сучасних лазерних відеопроекторів, що є дуже перспективним напрямком для розвитку інтерфейсів майбутнього.