211service.com
Een betere, goedkopere multitouch-interface
De afgelopen jaren is de wereld verliefd geworden op multitouch-displays. Maar de hedendaagse consumenteninterfaces hebben enkele nadelen: aanraakschermen zoals die op de iPhone en de aankomende e-reader van Plastic Logic werken alleen met een vinger, niet met een stylus of zelfs een gehandschoende hand. Andere beeldschermen, zoals Microsoft's Surface en Perceptive Pixel's muurgrote schermen, zijn onbuigzaam, relatief duur en momenteel vrij omvangrijk.
Drukkussen: Onderzoekers van de New York University hebben een goedkope drukgevoelige pad ontwikkeld die afbeeldingen maakt van objecten die ermee in contact komen, zoals een hand (boven) en vingertoppen (onder). De onderzoekers bouwden een prototype-pad dat op een computer wordt aangesloten om een 3D-drukbeeld van de hand van een gebruiker (onderkant) weer te geven.
Nieuw onderzoek van de New York University belooft echter multitouch-interfaces te maken die goedkoop en flexibel zijn en zowel door vingers als door objecten kunnen worden gebruikt. De technologie, Inexpensive Multi-Touch Pressure Acquisition Devices (IMPAD) genoemd, kan flinterdun worden gemaakt, kan eenvoudig worden verkleind om op kleine draagbare apparaten te passen of kan worden opgeschaald om een hele tafel of muur te bedekken. Volgende week presenteren de onderzoekers IMPAD op de Computer Human Interaction conferentie in Boston.
De iPhone legt informatie over aanraking vast door een verandering in capaciteit te meten wanneer een vinger of ander geleidend object in contact komt met het scherm. Surface-schermen gebruiken camera's om de positie van objecten op het tafelblad te zien. De schermen van Perceptive Pixel gebruiken ook camera's, maar op een andere manier. Die camera's worden gebruikt om infrarood licht te volgen terwijl het verstrooid wordt in de aanwezigheid van een vinger of stylus. Hoewel de aanraakschermen van Perceptive Pixel drukinformatie verzamelen, is het nog steeds onpraktisch om camera's te gebruiken voor kleinere of aanraakinterfaces. IMPAD pakt het anders aan door een verandering in elektrische weerstand te meten wanneer een persoon of object verschillende druk uitoefent op een speciaal ontworpen pad, bestaande uit slechts een paar lagen materiaal.
Een van de problemen die endemisch is voor multitouch-sensoren is … je raakt het aan of raakt het niet aan, legt uit Ken Perlin , een professor in media-onderzoek aan de NYU. Een aanzienlijke hoeveelheid potentieel bruikbare informatie wordt weggegooid omdat de sensor de subtiliteiten niet vastlegt. Maar met een drukgevoelig touchpad kan een apparaat zien hoe hard iemand drukt, waardoor een andere dimensie van de gebruikersinterface wordt geopend. De onderzoekers hebben aangetoond dat hun drukgevoelige touchpad kan worden gebruikt voor virtuele beeldhouw- en schildertoepassingen en voor een gesimuleerde muis met links klikken, rechts klikken en slepen, evenals voor muziekinstrumenten zoals een pianotoetsenbord. (Zie filmpje.)
De hardware waaruit het gedemonstreerde prototype is samengesteld, is relatief eenvoudig, legt uit Ilya Rosenberg , een afgestudeerde onderzoeker en hoofdauteur van het IMPAD-papier. Het bestaat uit twee plastic platen van ongeveer 20 bij 10 inch, elk met evenwijdige lijnen van elektroden, op een onderlinge afstand van een kwart inch. De platen zijn zo gerangschikt dat de elektroden elkaar kruisen, waardoor een raster ontstaat; elk kruispunt is in wezen een druksensor. Cruciaal is dat beide vellen bedekt zijn met een laag krachtgevoelige weerstand (FSR)-inkt, een soort inkt met microscopisch kleine bultjes op het oppervlak. Wanneer iets dat met de inkt is bedekt, wordt ingedrukt, bewegen de bultjes samen en raken ze elkaar aan, waardoor elektriciteit wordt geleid. Hoe harder je drukt, hoe meer het geleidt, zegt Rosenberg.
FSR-inkt wordt al tientallen jaren gebruikt, maar vooral op muziekinstrumenten zoals elektronische drums of keyboards, zegt Rosenberg. Bij het maken van hun touchpad moesten de onderzoekers ervoor zorgen dat de pad de exacte plaatsing van een vinger kon detecteren, ook al staan de sensoren een kwart inch uit elkaar - iets waar ontwerpers van de elektronische instrumenten geen rekening mee hoefden te houden.
Idealiter wilden de onderzoekers kunnen meten tot een resolutie van 100 dots per vierkante inch, maar ze wilden niet de complicaties en kosten van het aansluiten van zo'n groot aantal sensoren. Dus ontwikkelden ze een algoritme dat de invoer bij elk elektrodekruispunt neemt en de positie van een object interpoleert, zelfs een zo klein als een styluspunt. Het laat ze ook onderscheid maken tussen twee vingers die naast elkaar worden gedrukt. De output van de pad wordt naar een computer gestuurd, waarbij de intensiteit en plaatsing van druk in kaart worden gebracht. Momenteel kunnen gegevens van de hele pad 50 tot 200 keer per seconde worden verzameld.
De eenvoud en hoge resolutie van de pad is een van de belangrijkste prestaties van de onderzoekers, zegt Patrick Baudisch , een onderzoeker aan het Hasso Plattner Institute, in Duitsland, en bij Microsoft Research. Baudisch werkt momenteel samen met de groep van Perlin aan het IMPAD-project. De pad geeft je een geanimeerd drukbeeld, maar er komen maar 20 connectoren uit, zegt hij. Dit klinkt alsof het geen big deal is, maar het maakt het mogelijk om het te gebruiken op zeer kleine mobiele apparaten zoals onze nanoTouch, een scherm ter grootte van een creditcard met aanraakgevoeligheid aan de achterkant en zijkanten.
Bill Buxton , hoofdonderzoeker bij Microsoft, zegt dat het werk van de NYU op een aantal manieren interessant en onderscheidend is, onder meer door het vermogen om meer te voelen dan alleen een vinger of een stylus. Je kunt gebruiken wat het beste bij de taak past, zegt hij. Hij merkt ook op dat hoewel het prototype een ondoorzichtig touchpad is, het concept gemakkelijk kan worden toegepast op toekomstige flexibele displays, aangezien de inkt en de elektroden transparant kunnen worden gemaakt.
Jeff Han van Perceptive Pixel is het ermee eens dat het vastleggen van informatie over de hoeveelheid kracht die op het scherm wordt uitgeoefend een belangrijk onderdeel is van een aanraakinterface. Hij merkt echter op dat het integreren van een dergelijke sensor met een high-fidelity-display het moeilijkste is. Ervoor zorgen dat de aanraakinterface en het scherm goed samengaan, is nog steeds een grote uitdaging.
Perlin zegt dat hij zich voorstelt dat de technologie capacitieve aanraakschermen vervangt, vooral in mobiele telefoons. Ziekenhuisbedden en rolstoelen kunnen ook worden uitgerust met IMPAD-schermen om aan te geven wanneer decubitus kan optreden. Bouwmaterialen zouden de technologie kunnen gebruiken om de spanning op gebouwen te monitoren, en huidachtige buitenlagen kunnen worden gemaakt voor robots die aanraking kunnen detecteren.
De onderzoekers zijn momenteel in de eerste fase van het vormen van een spin-off bedrijf om de commerciële mogelijkheden van de technologie te testen.