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Un'interfaccia multitouch migliore e più economica
Negli ultimi anni, il mondo si è innamorato dei display multitouch. Ma le interfacce consumer di oggi presentano alcuni inconvenienti: i touch screen come quelli dell'iPhone e il prossimo e-reader di Plastic Logic funzionano solo con un dito, non con uno stilo o anche con una mano guantata. Altri display, come gli schermi a parete di Microsoft Surface e Perceptive Pixel, sono rigidi, relativamente costosi e attualmente piuttosto ingombranti.
Pad di pressione: I ricercatori della New York University hanno sviluppato un pad sensibile alla pressione economico che crea immagini di oggetti che sono in contatto con esso, come una mano (in alto) e la punta delle dita (in basso). I ricercatori hanno costruito un prototipo di pad che si collega a un computer per visualizzare un'immagine della pressione 3D della mano di un utente (in basso).
Una nuova ricerca della New York University, tuttavia, promette di realizzare interfacce multitouch che siano economiche e flessibili e che possano essere utilizzate sia con le dita che con oggetti. La tecnologia, denominata IMPAD (Inexpensive Multi-Touch Pressure Acquisition Devices), può essere sottile come un foglio, può essere facilmente ridimensionata per adattarsi a piccoli dispositivi portatili o può aumentare fino a coprire un intero tavolo o una parete. I ricercatori presenteranno IMPAD la prossima settimana al Conferenza sull'interazione uomo-computer a Boston.
L'iPhone acquisisce informazioni sul tocco misurando un cambiamento di capacità quando un dito o un altro oggetto conduttore entra in contatto con il display. Gli schermi di superficie utilizzano le telecamere per vedere la posizione degli oggetti sul piano del tavolo. Anche i display di Perceptive Pixel utilizzano le fotocamere, ma in modo diverso. Queste telecamere vengono utilizzate per tracciare la luce a infrarossi mentre si disperde in presenza di un dito o di uno stilo. Sebbene i touch screen di Perceptive Pixel raccolgano informazioni sulla pressione, è ancora poco pratico utilizzare le fotocamere per interfacce più piccole o touch. IMPAD adotta un approccio diverso misurando un cambiamento nella resistenza elettrica quando una persona o un oggetto applica una pressione diversa a un cuscinetto appositamente progettato, costituito da pochi strati di materiali.
Uno dei problemi endemici dei sensori multitouch è... lo stai toccando o non lo tocchi, spiega Ken Perlin , professore di ricerca sui media alla NYU. Una quantità significativa di informazioni potenzialmente utili viene gettata via perché il sensore non cattura le sottigliezze. Ma con un touch pad sensibile alla pressione, un dispositivo può vedere con quanta forza una persona preme, aprendo un'altra dimensione dell'interfaccia utente. I ricercatori hanno dimostrato che il loro touch pad sensibile alla pressione può essere utilizzato per applicazioni di scultura e pittura virtuali e per un mouse simulato con clic sinistro, clic destro e trascinamento, nonché per strumenti musicali come la tastiera di un pianoforte. (Vedi video.)
L'hardware che compone il prototipo dimostrato è relativamente semplice, spiega Ilya Rosenberg , ricercatore laureato e autore principale del documento IMPAD. Consiste di due fogli di plastica, di circa 8 pollici per 10 pollici, ciascuno con linee parallele di elettrodi, distanziati di un quarto di pollice l'uno dall'altro. I fogli sono disposti in modo che gli elettrodi si incrocino, creando una griglia; ogni intersezione è essenzialmente un sensore di pressione. Fondamentalmente, entrambi i fogli sono ricoperti da uno strato di inchiostro a resistenza sensibile alla forza (FSR), un tipo di inchiostro che presenta microscopiche protuberanze sulla sua superficie. Quando si preme qualcosa rivestito di inchiostro, le protuberanze si muovono insieme e si toccano, conducendo elettricità. Più si preme, più si dirige, dice Rosenberg.
L'inchiostro FSR è stato utilizzato per decenni, ma principalmente su strumenti musicali come batterie elettroniche o tastiere, afferma Rosenberg. Nel realizzare il loro touch pad, i ricercatori hanno dovuto assicurarsi che il pad potesse rilevare l'esatto posizionamento di un dito anche se i sensori sono a un quarto di pollice di distanza, qualcosa che i progettisti degli strumenti elettronici non avevano bisogno di considerare.
Idealmente, i ricercatori volevano essere in grado di misurare con una risoluzione di 100 punti per pollice quadrato, ma non volevano le complicazioni e le spese di cablaggio di un numero così elevato di sensori. Così hanno sviluppato un algoritmo che prende l'input ad ogni intersezione di elettrodi e interpola la posizione di un oggetto, anche uno piccolo come la punta di uno stilo. Inoltre, consente loro di distinguere tra due dita che premono fianco a fianco. L'output dal pad viene inviato a un computer, mappando l'intensità e il posizionamento della pressione. Attualmente, i dati dell'intero pad possono essere raccolti da 50 a 200 volte al secondo.
La semplicità e l'alta risoluzione del pad è uno dei principali risultati dei ricercatori, afferma Patrick Baudisch , ricercatore presso l'Hasso Plattner Institute, in Germania, e presso Microsoft Research. Baudisch sta attualmente collaborando con il gruppo di Perlin al progetto IMPAD. Il pad ti dà un'immagine animata della pressione ma ha solo 20 connettori o giù di lì che ne escono, dice. Sembra non sia un grosso problema, ma rende possibile utilizzarlo su dispositivi mobili molto piccoli come il nostro nanoTouch , uno schermo delle dimensioni di una carta di credito con sensibilità al tocco sul retro e sui lati.
Bill Buxton , ricercatore principale presso Microsoft, afferma che il lavoro della NYU è interessante e distinto in molti modi, inclusa la sua capacità di percepire più di un semplice dito o uno stilo. Puoi usare quello che meglio si adatta al compito, dice. Inoltre, osserva che mentre il prototipo è un touch pad opaco, il concetto potrebbe essere facilmente applicato ai futuri display flessibili, poiché l'inchiostro e gli elettrodi possono essere resi trasparenti.
Jeff Han di Perceptive Pixel concorda sul fatto che l'acquisizione di informazioni sulla quantità di forza applicata allo schermo sia una parte importante di un'interfaccia touch. Tuttavia, osserva che l'integrazione di un tale sensore con un display ad alta fedeltà è la parte difficile. Garantire che l'interfaccia touch e il display funzionino bene insieme è ancora una sfida significativa.
Perlin dice che immagina la tecnologia che sostituisce i touch screen capacitivi, specialmente nei telefoni cellulari. I letti ospedalieri e le sedie a rotelle potrebbero anche essere dotati di schermi IMPAD per indicare quando potrebbero verificarsi piaghe da decubito. I materiali da costruzione potrebbero utilizzare la tecnologia per monitorare lo stress sugli edifici e potrebbero essere realizzati strati esterni simili alla pelle per robot in grado di rilevare il tatto.
I ricercatori sono attualmente nelle prime fasi della creazione di una società spin-off per testare le possibilità commerciali della tecnologia.