Новый дисплей обретает форму

Aug 06, 2023

Дисплеи фигур, также известные как деформируемые дисплеи или дисплеи, меняющие форму, представляют собой увлекательный класс новых технологий, которые призваны выйти за рамки традиционных плоских экранов, позволяя физически изменять их форму и внешний вид. В отличие от обычных статичных дисплеев, дисплеи фигур предлагают уникальную возможность трансформировать свои поверхности, создавая динамические трехмерные формы и осязаемые текстуры. Эти дисплеи могут быть изготовлены с использованием различных материалов и механизмов, таких как сплавы с памятью формы, пневматические приводы или гидравлические насосы.

Потенциальные области применения форменных дисплеев обширны и разнообразны. Одним из ярких примеров использования являются пользовательские интерфейсы, где эти дисплеи могут улучшить взаимодействие и удобство работы с пользователем. Представьте себе смартфон с дисплеем фигурной формы, который обеспечивает тактильную обратную связь для различных функций, благодаря чему кнопки становятся более четкими, или игровую консоль с контроллерами, которые физически трансформируются в соответствии с игровой средой. Кроме того, отображение форм имеет важное значение в приложениях виртуальной реальности и дополненной реальности, позволяя пользователям чувствовать виртуальные объекты и взаимодействовать с ними более реалистично.

Несмотря на впечатляющие возможности, современные системы отображения фигур сталкиваются с некоторыми существенными ограничениями, которые препятствуют их широкому внедрению. Одной из ключевых проблем является относительно низкое разрешение дисплеев. Создание сложных форм или текстур высокой точности требует большого количества отдельных исполнительных устройств, что может быть технически сложно и дорого в реализации. Более того, частота обновления изображений фигур, как правило, ниже, чем у обычных экранов, что приводит к видимым задержкам при преобразовании фигур или обновлении текстур. Многие дисплеи фигур также полагаются на большие внешние системы для управления срабатыванием, которые могут быть громоздкими и громоздкими, что ограничивает области практического применения.

Инновационный дисплей новой формы, созданный исследователями из Университета Колорадо в Боулдере, преодолевает многие ограничения существующих систем. Эта работа может позволить создать новое поколение высококачественных дисплеев с высокой частотой обновления. Мягкий роботизированный дисплей также имеет механизм распознавания касаний с высокой степенью точности и реализует систему управления, обеспечивающую индивидуальное срабатывание каждого пикселя. И что очень важно, для управления этим дисплеем не требуется большая внешняя система.

Исследователи разработали сетку 10 на 10 актуаторных ячеек с гидравлическим усилением и самовосстановлением электростатических (HASEL). Эти мягкие электрогидравлические приводы одновременно мощные и способны срабатывать на высокой частоте. Эластичная поверхностная кожа служит барьером между этими клетками и внешней средой. Безинтерференционный магнитный датчик, встроенный в самый верхний слой, использовался для обнаружения деформаций поверхности кожи и распознавания прикосновений с очень высоким уровнем точности.

Полученный дисплей имеет относительно высокое разрешение, по крайней мере, по сравнению с существующими технологиями. Также было продемонстрировано, что он имеет частоту обновления до 50 Гц, что чрезвычайно хорошо для фигурных дисплеев и даже конкурирует со скоростью, с которой обычно воспроизводится видео. А инновационная система сенсорного распознавания устраняет необходимость во внешних системах на базе камер, которые обычно используются в таких устройствах. Была разработана единая система управления, которая могла управлять всеми пикселями, что позволило встроенному микроконтроллеру управлять дисплеем, а не внешней вычислительной системе.

Был проведен ряд экспериментов, в ходе которых было показано, что дисплей способен, например, перемещать шарик по своей поверхности по запрограммированному шаблону. Он также может отображать прокручиваемый текст и реагировать на прикосновения пользователей с чувствительностью 0,1 мм. В более продвинутой демонстрации банан размещался в одной части дисплея, а вес рассчитывался и отображался в другой части экрана. Было также показано, что быстрое срабатывание можно использовать для встряхивания и перемешивания флакона с жидкостью.