211service.com
En bedre, billigere Multitouch-grænseflade
I løbet af de sidste par år er verden blevet forelsket i multitouch-skærme. Men nutidens forbrugergrænseflader har nogle ulemper: berøringsskærme som dem på iPhone og Plastic Logics kommende e-læser fungerer kun med en finger, ikke en stylus eller endda en handskebeklædt hånd. Andre skærme, såsom Microsofts Surface og Perceptive Pixels skærme i vægstørrelse, er stive, relativt dyre og i øjeblikket ret omfangsrige.
Trykpude: Forskere fra New York University har udviklet en billig trykfølsom pude, der skaber billeder af genstande, der er i kontakt med den, såsom en hånd (øverst) og fingerspidser (forneden). Forskerne byggede en prototypepude, der forbindes til en computer for at vise et 3-D trykbillede af en brugers hånd (nederst).
Ny forskning fra New York University lover dog at lave multitouch-grænseflader, der er billige og fleksible og kan bruges af både fingre og objekter. Teknologien, kaldet Inexpensive Multi-Touch Pressure Acquisition Devices (IMPAD), kan gøres papirtynd, kan nemt skaleres ned til at passe på små bærbare enheder eller kan skaleres op til at dække et helt bord eller en væg. Forskerne vil præsentere IMPAD i næste uge på Computer Human Interaction konference i Boston.
iPhone fanger information om berøring ved at måle en ændring i kapacitansen, når en finger eller et andet ledende objekt kommer i kontakt med skærmen. Overfladeskærme bruger kameraer til at se placeringen af genstande på bordpladen. Perceptive Pixels skærme bruger også kameraer, men på en anden måde. Disse kameraer bruges til at spore infrarødt lys, når det spredes i nærvær af en finger eller stylus. Mens Perceptive Pixels berøringsskærme indsamler trykoplysninger, er det stadig upraktisk at bruge kameraer til mindre eller berøringsflader. IMPAD tager en anden tilgang ved at måle en ændring i elektrisk modstand, når en person eller genstand udøver forskelligt tryk på en specialdesignet pude, der kun består af et par lag af materialer.
Et af de problemer, der har været endemisk for multitouch-sensorer, er ... du enten rører ved det eller ikke rører ved det, forklarer Ken Perlin , professor i medieforskning ved NYU. En betydelig mængde potentielt nyttig information bliver smidt væk, fordi sensoren ikke fanger finesserne. Men med en trykfølsom touchpad kan en enhed se, hvor hårdt en person trykker, hvilket åbner op for en anden dimension af brugergrænsefladen. Forskerne har vist, at deres trykfølsomme touchpad kan bruges til virtuelle skulptur- og maleapplikationer og til en simuleret mus med venstreklik, højreklik og træk, samt til musikinstrumenter som et klaverkeyboard. (Se video.)
Hardwaren, der komponerer den demonstrerede prototype, er relativt ligetil, forklarer Ilya Rosenberg , en kandidatforsker og hovedforfatter på IMPAD-papiret. Den består af to plastikplader, omkring 8 tommer gange 10 tommer, hver med parallelle linjer af elektroder, med en kvart tomme fra hinanden. Arkene er arrangeret, så elektroderne krydser hinanden, hvilket skaber et gitter; hvert kryds er i det væsentlige en tryksensor. Det er afgørende, at begge ark er dækket med et lag af kraftfølsom modstand (FSR) blæk, en type blæk, der har mikroskopiske bump på overfladen. Når noget, der er belagt med blækket, trykkes, bevæger bumpene sig sammen og rører hinanden og leder elektricitet. Jo hårdere du trykker, jo mere leder den, siger Rosenberg.
FSR-blæk er blevet brugt i årtier, men mest på musikinstrumenter som elektroniske trommer eller keyboards, siger Rosenberg. Ved at lave deres touchpad skulle forskerne sikre, at puden kunne registrere den nøjagtige placering af en finger, selvom sensorerne er en kvart tomme fra hinanden – noget, som designere af de elektroniske instrumenter ikke behøvede at overveje.
Ideelt set ønskede forskerne at kunne måle til en opløsning på 100 punkter pr. kvadrattomme, men de ønskede ikke komplikationerne og omkostningerne ved at forbinde et så stort antal sensorer. Så de udviklede en algoritme, der tager input ved hvert elektrodekryds og interpolerer positionen af et objekt, selv en så lille som en pennespids. Det lader dem også skelne mellem to fingre, der trykker side om side. Outputtet fra puden sendes til en computer, der kortlægger intensiteten og placeringen af trykket. I øjeblikket kan data fra hele puden indsamles 50 til 200 gange i sekundet.
Pudens enkelhed og høje opløsning er en af forskernes vigtigste resultater, siger Patrick Baudisch , en forsker ved Hasso Plattner Institute, i Tyskland, og ved Microsoft Research. Baudisch samarbejder i øjeblikket med Perlins gruppe om IMPAD-projektet. Puden giver dig et animeret trykbillede, men der kommer kun omkring 20 stik ud af det, siger han. Det lyder, som om det ikke er en big deal, men det gør det muligt at bruge det på meget små mobile enheder såsom vores nanoTouch , en skærm på størrelse med et kreditkort, der har berøringsfølsomhed på bagsiden og siderne.
Bill Buxton , hovedforsker hos Microsoft, siger, at NYU-arbejdet er interessant og særskilt på en række måder, herunder i dets evne til at fornemme mere end blot en finger eller en stylus. Man kan bruge det, der passer bedst til opgaven, siger han. Han bemærker også, at selvom prototypen er en uigennemsigtig touchpad, kan konceptet nemt anvendes på kommende fleksible skærme, da blækket og elektroderne kan gøres gennemsigtige.
Perceptive Pixels Jeff Han er enig i, at indfangning af information om mængden af kraft, der påføres skærmen, er en vigtig del af en berøringsgrænseflade. Han bemærker dog, at det er den svære del at integrere sådan en sensor med et high-fidelity-display. At sikre, at touch-grænsefladen og skærmen spiller godt sammen, er stadig en betydelig udfordring.
Perlin siger, at han forestiller sig, at teknologien erstatter kapacitive berøringsskærme, især i mobiltelefoner. Hospitalssenge og kørestole kunne også udstyres med IMPAD-skærme for at indikere, hvornår der kan opstå tryksår. Byggematerialer kunne bruge teknologien til at overvåge stress på bygninger, og hudlignende ydre lag kunne laves til robotter, der kan registrere berøring.
Forskerne er i øjeblikket i gang med at danne et spinoff-selskab for at teste teknologiens kommercielle muligheder.