芝加哥郊外一家小型初創公司為智慧手機建立了外部硬體,使使用者能夠感受並看到平面玻璃上的影像。例如,使用者有觸控鍵盤按鍵的感覺。
這家名為 Tanvas 的公司正在銷售其售價 2,000 美元的 TPad 手機,這是一款標準的摩托羅拉 Moto G,結合了觸覺技術,可以在螢幕上創造觸控物理紋理和形狀的錯覺。“這是一種新的媒介;一種顯示資訊的新方式,”西北大學博士候選人、TPad 或觸覺模式顯示手機的兩位開發者之一 Joe Mullenbach 說。
觸覺介面的粗略版本已經以振動的形式出現在智慧手機中,振動可以代替鈴聲提醒您來電或簡訊。“今天的一切都是音訊、視覺或兩者兼而有之,但人們實際上從觸覺體驗中獲得了很多資訊,”Mullenbach 說。
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TPad 看起來幾乎與裝在保護殼中的 Moto G 完全一樣。Tanvas 的黑色硬體重 50 克,其中大部分是塑膠和玻璃外殼。一塊玻璃覆蓋了手機螢幕,塑膠外殼環繞著其餘部分。觸覺硬體需要的功率相對較小,大約相當於 Moto G 的揚聲器以全音量播放。
該技術的工作原理是欺騙大腦去感知不存在的東西,這與電視欺騙眼睛感知運動的方式沒有什麼不同。外殼中的一個微小致動器使玻璃以 38.7 千赫茲的超聲頻率共振,這種頻率是聽不到或感覺不到的。Tanvas 的演算法分析 Moto G 螢幕上的影像,手機計算出使用者的手指在螢幕上的位置。這些資料被轉化為超聲波振盪,從而產生物理物體的錯覺。
超聲波將指尖從玻璃上排斥開。較大振幅的波會阻礙接觸,使螢幕感覺光滑。較小振幅的振盪允許更多接觸,因此產生更多摩擦。
例如,螢幕上可能有一條道路減速帶的影像,它會傳遞顛簸的感覺,以警告駕駛員不要駛出車道。手指滑過減速帶中的凹槽時,會感受到很小的摩擦力,並且很容易滑動到產生更大摩擦力的區域,這將感覺像是減速帶中的一個凸起。
TPad 能夠模擬光滑和凸起的形狀、突兀的邊緣和彎曲的線條。例如,硬幣上的淺浮雕影像可以得到忠實的再現。掃描頁面的文字和影像可能會讓人感覺像是在凸起的表面上。(觀看影片以更完整地瞭解 TPad 手機的工作原理。)
“我試過了。這是一個相當不錯的主意,”巴黎 智慧系統與機器人研究所 的教授 Vincent Hayward 說。不過,Hayward 並不相信 TPad 的摩擦調製技術提供的感覺對視力障礙人士有用。
“關於到底發生了什麼,存在一些爭議,”Hayward 說。他說,這些波浪可能導致螢幕正上方的空氣像墊子一樣, “緩衝你的手指”,並阻止它接觸表面。
對觸覺的研究可以追溯到 19 世紀 60 年代。特別是對玻璃螢幕的研究,在過去十年中開始增長。四位西北大學的研究人員在 2007 年的一篇論文 (pdf) 中描述了一種觸覺模式顯示器。其中兩位研究人員,機械工程教授 Ed Colgate 和 Michael Peshkin,於 2010 年創立了 Tanvas。
法國里爾大學的一個法國研究團隊也提出了類似的技術。Tanvas 於 6 月份收到了來自投資公司 R7 Partners 和 Peak6 以及西北大學本身的 500 萬美元融資,並且正在探索一種在螢幕上提供觸控感覺的新方法,這種技術吸引而不是排斥指尖來模擬形狀。
TPad 技術的工作大約在三年前開始,首先產生了平板電腦版本,然後是手機版本。Mullenbach 的團隊大約在六個月前專注於商用觸覺手機。他們將工作版本傳送給了世界各地的 10 個研究團隊,這些團隊在 6 月份在西北大學舉行的 世界觸覺大會 上開發並展示了這款手機的新應用程式。
義大利聖安娜高等學校的研究人員建立了一個版本,使 盲人或視障人士能夠透過感覺螢幕上人物的簡單影像來拍攝照片。巴西里奧格蘭德聯邦大學的一個巴西團隊使用 TPad 建立了 新的密碼安全級別,使人們能夠感覺到正確的組合。
Tanvas 手工組裝了大約 30 部 TPad 手機。他們已經售出了 20 部,其餘大部分都贈送給了其他研究人員。
