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Un sensore tattile versatile
Viviamo in un mondo tecnologico sempre più permaloso, con vari modi in cui smartphone e tablet possono percepire i tocchi e i gesti delle nostre dita. Ora un nuovo tipo di tecnologia tattile, sviluppata dai ricercatori dell'Università di Monaco e dell'Hasso Plattner Institute, potrebbe portare la sensibilità al tocco ad essere aggiunta a oggetti di uso quotidiano come vestiti, cavi delle cuffie, tavolini da caffè e persino pezzi di carta.
Permaloso sensibile: I materiali estensibili possono essere resi sensibili al tatto utilizzando TDR quando i fili sono disposti secondo schemi particolari.
La nuova tecnologia touch si basa su qualcosa chiamato riflettometria nel dominio del tempo, o TDR, che è stata utilizzata per decenni per trovare danni nei cavi sottomarini. Il TDR è semplice in teoria: invia un breve impulso elettrico lungo un cavo e attendi che ritorni un riflesso dell'impulso. Sulla base della velocità nota dell'impulso e del tempo necessario per tornare indietro, il software può determinare la posizione del problema: un danno nella linea o una sorta di cambiamento nella conduttanza elettrica.
Patrick Baudisch, professore di informatica presso l'Hasso Plattner Institute, afferma che gli ingegneri hanno notato negli anni '60 che la tecnologia poteva essere utilizzata per indicare il tocco di un filo. Di recente, la capacità di rilevare il breve ritardo su distanze molto brevi è diventata più accurata, il che ha reso possibile l'utilizzo del TDR per le applicazioni interattive.
L'implementazione del TDR è semplice, secondo Raphael Wimmer, uno studente dell'Università di Monaco che ha sviluppato il nuovo approccio con Baudisch. Per una dimostrazione, ha attaccato due strisce parallele di rame a un pezzo di carta. Clip metalliche collegano le strisce di rame a un generatore di impulsi e un rilevatore. Vengono inviati impulsi elettrici della durata di un pico di secondo e se c'è qualche cambiamento di capacità tra le due strisce di rame, prodotto da un dito vicino o toccando i fili, per esempio, parte dell'impulso viene riflesso indietro.
Un oscilloscopio mostra la forma d'onda variabile prodotta dall'impulso riflesso e il software su un computer collegato analizza la forma d'onda per determinare la posizione del tocco. L'attuale configurazione è un po' goffa, ammette Wimmer, ma afferma che dovrebbe essere possibile ridurre la generazione di impulsi, il rilevamento e il calcolo della posizione su un chip.
Per rendere una superficie sensibile al tocco sono necessari solo due fili (o tracce metalliche di inchiostro conduttivo), che possono essere configurati in vari modelli per ottenere la copertura necessaria. Al contrario, un touch screen capacitivo come quello dell'iPhone utilizza una matrice di fili che escono da due lati dello schermo. Devi indirizzarli a un controller in modi speciali, e questo è piuttosto complicato, dice Wimmer. TDR evita le sfide ingegneristiche di una tradizionale superficie tattile capacitiva, afferma.
L'applicazione Wimmer di TDR al tocco è molto intelligente, afferma Jeff Han, fondatore e CEO di Perceptive Pixel, un'azienda che sta sviluppando grandi display multi-touch. Sospetta che potrebbe fornire nuovi modi per rilevare l'input dell'utente come il rilevamento del tocco lungo un cavo per cuffie non modificato, cosa che sarebbe difficile da fare con i sensori tradizionali.
Nei prossimi due mesi, afferma Wimmer, i ricercatori testeranno modi per ridurre il design del sistema TDR in un chip. Dice che sta anche esplorando la possibilità di utilizzare impulsi luminosi nelle fibre ottiche e impulsi elettrici nei cavi perché la luce sarebbe immune alle interferenze elettriche comuni nei sistemi tattili capacitivi.