Touchskærme går i 3D med knapper, der pulserer og vibrerer under fingerspidserne

Ved at pulsere eller vibrere efter behov, Smartphone-skærme kan hjælpe brugere med at navigere gennem en menu eller kan guide en brugers finger til virtuelle knapper på skærmen, der kan oprettes eller fjernes, hvor og når det er nødvendigt. Professor Stefan Seelecke og hans team ved Saarland University har udviklet en film, der giver touchscreens en tredje dimension. Den tynde og ekstremt lette silikonefilm kan antage en række forskellige positioner og former og kan laves til at udføre en enkelt puls, en skubbebevægelse, et pludseligt stød eller en længerevarende vibration på et bestemt sted på skærmen. Polymerfilmen udviser også sensoregenskaber og kan derfor forsyne enheden med et ekstra sanseorgan.

Teamet af Saarbrücken-ingeniører vil udstille deres teknologi på dette års Hannover Messe fra den 1. til den 5. april på Saarland Research and Innovation Stand (Hal 2, Stand B46).

Mens du bevæger en fingerspids over smartphonens skærm, brugeren føler pludselig en pulserende fornemmelse under fingeren, og en knap dukker på magisk vis op på det tidspunkt på skærmen. Eller brugeren følger et taktilt signal, der fører fingeren hen over skærmen til, hvor knappen er placeret. Ny teknologi, der er udviklet af professor Stefan Seelecke og hans forskerhold ved Intelligent Material Systems Lab ved Saarland University og ved ZeMA (Center for Mechatronics and Automation Technology) i Saarbrücken, gør det muligt for knapper at dukke op og forsvinde når som helst på touchskærmen i en IT-enhed. Ved at generere vibrationer, pulser eller individuelle stød, der mærkes af brugerens fingerspids, skærmen kan lede brugerens finger til en virtuel knap på et hvilket som helst ønsket sted på skærmen. Denne nye funktionalitet åbner op for en lang række muligheder for computerspil, til internetsøgninger og til satnav-enheder.

Grundlaget for denne nye generation af skærme er et temmelig umærkeligt udseende ark silikonefilm - ikke meget ulig et stykke husholdningsfilm. "Materialet filmen er lavet af er kendt som en dielektrisk elastomer, " forklarer professor Stefan Seelecke, hvis gruppe har modtaget adskillige priser på internationale konferencer for deres arbejde med disse film.

Ingeniørerne i Seeleckes team printer et elektrisk ledende lag på en ekstremt tynd polymermembran. Dette giver dem mulighed for at påføre en elektrisk spænding på filmen. Fordi filmen er 'elektroaktiv, ' det trækker sig sammen i den ene retning og udvider sig i den anden, når en spænding påføres det. "Som et resultat af elektrostatiske tiltrækningskræfter, polymerfilmen kan, for eksempel, blive klemt lodret, får det til at udvide sig udad, " forklarer Steffen Hau, en ph.d. ingeniør, der arbejder i Seeleckes team. Hvis forskerne ændrer det elektriske felt, filmen reagerer ved at udføre komplekse koreografier og producerer taktile signaler, der spænder fra højfrekvente svingninger til pulserende bevægelser som et hjerteslag eller kontinuerlige variable bøjningsbevægelser. Prototypesystemet, som forskerholdet fremviser på Hannover Messe, kombinerer deres nye elektroaktive film med en smartphones berøringsskærm. Dette gør det ikke kun muligt at oprette virtuelle knapper på telefonens skærm, det åbner op for en lang række ekstra skærmfunktioner.

Ved hjælp af intelligente algoritmer, Saarbrücken-teamet kan omdanne et stykke polymer til en teknisk komponent, hvis adfærd kan kontrolleres præcist. "Vi bruger selve filmen som en positionssensor, og det giver sensoriske egenskaber til skærmen. Der er ikke behov for andre sensorer, " siger Steffen Hau. Forskerholdet kan præcist tildele enhver ændring i filmens position til en ændring i filmens kapacitans. "Det betyder, at vi altid ved præcis, hvordan filmen deformerer på et bestemt tidspunkt. Ved at måle kapacitansen af ​​den dielektriske elastomer, vi kan udlede den nøjagtige mængde af mekanisk deformation i filmen. Ved at ændre den påførte spænding, vi kan præcist styre filmens form, " forklarer Dr. Hau. Enhver påkrævet bevægelsessekvens kan beregnes og programmeres i styreenheden.

"Da denne teknologi ikke er afhængig af sjældne jordarter eller kobber, det kan fremstilles billigt, det bruger meget lidt energi, og polymerfilmene er forbavsende lette, " tilføjer professor Seelecke. Det arbejde, der udføres i Seelecke-gruppen med disse deformerbare elektroaktive polymerer, er applikationsfokuseret forskning. Mens han var på Hannover Messe, Saarbrückens ingeniører vil lede efter kommercielle og industrielle partnere, som de kan udvikle deres system til salgbare produkter med.