12 月 8 日消息，美國加州大學圣塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara）的研究人員在《科學?機器人》（Science Robotics）期刊最新發表的一項研究中，展示了一種新型顯示技術：該技術所呈現的動態圖像不僅可見，還可被物理感知。這項研究介紹了一種超薄光電觸覺表面，其上布滿毫米級像素；當受到短暫投射光脈沖照射時，這些像素會隆起形成可被觸覺感知的凸點。

該項目始于 2021 年圣塔芭芭拉分校教授尤恩?維塞爾（Yon Visell）提出的一個簡單問題：用于繪制圖像的光線，是否也能產生足夠強的機械響應以被人手感知？經過一年的建模和多次失敗的原型嘗試后，該校研究人員馬克斯?林南德（Max Linnander）于 2022 年底成功研制出首個概念驗證裝置。該裝置僅由一個小型二極管激光器發出的閃光驅動，不含任何嵌入式電子元件，卻能在被觸摸時產生清晰可感的觸覺脈沖。

據了解，本研究中描述的完整顯示架構正是基于這一成果構建而成。每個像素由一層薄表面膜、下方的小型空氣腔以及一片懸浮的石墨薄膜組成。當受到光照時，石墨薄膜吸收光能并迅速轉化為熱量，使膜下空氣受熱膨脹，從而將表面向外推高最多達一毫米。這一位移幅度足以讓用戶通過指尖精確定位單個像素。

由于同一束激光既提供能量又實現像素尋址，整個面板無需內部布線。一套高速掃描系統可快速掃過像素陣列，逐個激活像素，從而生成連續的視覺與觸覺動畫。

研究團隊目前已成功制造出包含 1500 多個獨立尋址像素的陣列，相較以往難以兼顧像素密度、響應速度與位移幅度的觸覺顯示器，這是一個顯著突破。其響應時間介于 2 至 100 毫秒之間，足以再現流暢的輪廓、形狀及字符圖案。在用戶測試中，參與者能夠準確追蹤移動刺激、分辨空間布局，并感知由像素順序激活所形成的時序信息。

研究人員指出，得益于光學尋址方案，該技術具備良好的可擴展性。更大尺寸的陣列可由現代投影儀中常用的緊湊型掃描激光器驅動。他們還展望了多項潛在應用，例如模擬實體控件的汽車人機界面，以及可在讀者手掌下動態重塑的電子文本或圖表。

盡管目前仍處于原型階段，但該研究首次實現了將光能直接、高分辨率地轉化為機械形變。加州大學圣塔芭芭拉分校團隊由此開辟了一條新路徑，未來的觸覺顯示器將更接近傳統視覺顯示器的行為方式，以可同時被眼睛觀察、手指探索的模式呈現信息。