加州大學聖塔芭芭拉分校的觸覺顯示器：將光線轉化為實體觸感

加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）的工程師團隊於2025年12月發表了一項突破性的顯示器技術。這項創新能夠直接將投射出的光線轉化為使用者可感知的物理觸覺，與傳統的震動回饋機制大相逕庭。這項跨學科合作的成果，標誌著人機互動領域的一大飛躍，使用戶不僅能「看見」螢幕上的動態圖像，更能「觸摸」到它們。

這項前瞻性的研究始於教授Yoon Seok-Woo的構想。他在2021年9月底時，立下了一個宏願：要將構成影像的光線，轉化為可以實際感受到的實體。經過約一年的模擬與多次嘗試受挫後，2022年12月，研究生Max Linnander成功展示了一個可運作的原型。這個原型僅由單一像素組成，其驅動方式是透過低功率雷射二極體發出的閃光，整個結構中甚至沒有內建任何電子元件。

每一個像素單元本質上是一個微型腔室，內部封裝了一層石墨薄膜，並覆蓋在一個柔性矽膠薄膜之下。當投影機的光線射入石墨時，石墨會吸收能量並迅速升溫。這種熱能導致腔室內部的空氣受熱膨脹，進而將上方的矽膠薄膜向外推擠，形成一個使用者可以實際觸摸到的物理凸起。UCSB加州奈米系統研究所（California NanoSystems Institute）內的RE Touch Lab團隊強調，這種設計的巧妙之處在於，它將複雜性從顯示表面本身轉移到了外部的投影裝置上，為開發柔性觸覺介面鋪平了道路。

研究人員所展示的樣機，包含一個面積約為15乘15公分的陣列，內建了1511個可獨立定址的像素。系統的回應速度經測量介於2到100毫秒之間，這足以產生足夠動態的觸覺效果，用來呈現物體的移動。使用者測試的結果也證實了這項技術的卓越性能：受試者在判斷物體移動方向和旋轉時的準確率超過了90%，並且能夠清晰區分空間和時間上的圖案變化。

這項成果已發表於《科學機器人學》（Science Robotics）期刊，相較於傳統的觸覺介面——那些需要複雜佈線和馬達陣列的裝置——無疑是一次重大的技術突破。UCSB的跨領域團隊匯集了來自機械工程、電機與計算機工程學系，以及媒體藝術與技術計畫的專家。他們成功地使觸覺表面本身保持了能源上的被動性，同時系統的設定也確保了不會對使用者皮膚造成任何令人不適的溫度升高。

此項技術的潛在應用前景十分廣闊，涵蓋了汽車領域中模擬實體控制的觸控螢幕、具備可觸摸插圖的電子書，以及用於混合實境的智慧建築牆面等。由於光線同時肩負了照明和能量傳輸的雙重任務，顯示表面無需內建電子元件，這使得利用現有的雷射投影設備，將其規模擴展到更大尺寸的應用變得極具潛力，可謂是事半功倍。