?韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種利用LED光信號(hào)產(chǎn)生各種振動(dòng)的技術(shù)。通過(guò)顯著降低光源成本，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各種觸感，減小尺寸，并且有望將其應(yīng)用于包括汽車和電子產(chǎn)品在內(nèi)的許多行業(yè)。



電子與電信研究院（簡(jiǎn)稱ETRI）宣布，它成功開發(fā)了一種利用LED來(lái)實(shí)現(xiàn)各種振動(dòng)的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛認(rèn)可，并發(fā)表在ACS Applied Materials＆Interfaces的封面上（“A Light-Driven Vibrotactile Actuator with a Polymer Bimorph Film for Localized Haptic Rendering”）。



基于LED的觸覺(jué)薄膜的示例。圖片：ETRI）



觸覺(jué)技術(shù)是指可以為用戶創(chuàng)造觸摸體驗(yàn)的界面。隨著通過(guò)智能手機(jī)、家用電器、醫(yī)療設(shè)備和虛擬游戲增加了觸摸屏設(shè)備和遠(yuǎn)程控制任務(wù)的應(yīng)用，對(duì)要求準(zhǔn)確性和安全性的技術(shù)的需求也在增長(zhǎng)。



使用觸覺(jué)技術(shù)的代表性應(yīng)用包括在智能手機(jī)和平板電腦屏幕上產(chǎn)生的振動(dòng)。當(dāng)前商業(yè)化的技術(shù)可以像單聲道揚(yáng)聲器一樣在整個(gè)設(shè)備上提供振動(dòng)感。不論用戶在何處觸摸，用戶都會(huì)感覺(jué)到一致的振動(dòng)。



ETRI實(shí)現(xiàn)的技術(shù)使用戶可以通過(guò)手指接觸的區(qū)域體驗(yàn)不同的觸感。預(yù)期該技術(shù)將針對(duì)用戶的手指在在線購(gòu)物時(shí)可以感覺(jué)到不同產(chǎn)品的質(zhì)地變化的環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。



目前，在智能手機(jī)或游戲板上產(chǎn)生的振動(dòng)是由附著在電動(dòng)機(jī)上的擺錘的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。缺點(diǎn)包括無(wú)法部分地傳遞細(xì)膩的觸感，因?yàn)槭冀K如一的相同振動(dòng)效果會(huì)傳播到整個(gè)設(shè)備。



最近開發(fā)了另一種技術(shù)，該技術(shù)利用激光在瞬間溫度變化的情況下利用沖擊波產(chǎn)生振動(dòng)。由于用于該技術(shù)的激光器的價(jià)格為數(shù)萬(wàn)美元，然而，已知難以減小尺寸和商業(yè)化。



ETRI的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)可將低輸出光信號(hào)轉(zhuǎn)換為振動(dòng)信號(hào)。這項(xiàng)技術(shù)可以使顯示屏的生產(chǎn)通過(guò)使用多個(gè)小尺寸的LED來(lái)實(shí)現(xiàn)部分振動(dòng)，而這些LED的價(jià)格范圍僅為極其昂貴的激光光源的1 / 10,000。



該技術(shù)基于吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為熱能的原理。當(dāng)在涂有特殊光熱層的薄膜上施加光能時(shí)，薄膜會(huì)根據(jù)材料在加熱和冷卻時(shí)的熱膨脹性進(jìn)行彎曲和恢復(fù)，從而產(chǎn)生振動(dòng)。



研究團(tuán)隊(duì)利用這項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)創(chuàng)建由9個(gè)1cm2單位組成的3x3 LED序列，證明了在寬頻率帶寬內(nèi)進(jìn)行精確振動(dòng)的可能性。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，該尺寸將很容易應(yīng)用于更大的區(qū)域。



汽車工業(yè)的最新趨勢(shì)包括使用集成了各種控制功能（包括導(dǎo)航、媒體和互助系統(tǒng)）的觸摸屏代替?zhèn)鹘y(tǒng)的操作設(shè)備（例如按鈕或轉(zhuǎn)盤）。當(dāng)前，每個(gè)觸摸輸入的反饋很簡(jiǎn)單。通過(guò)這種新技術(shù)，可以同時(shí)增加轉(zhuǎn)動(dòng)表盤，按下按鈕，滑動(dòng)等的觸感。



該技術(shù)尤其具有耐用性，因?yàn)樗诒∧ぶ胁话娮咏Y(jié)構(gòu)，因此易于應(yīng)用于薄且柔性的顯示屏。由于它可以與當(dāng)前活躍的柔性設(shè)備領(lǐng)域很好地集成在一起，因此有望將其應(yīng)用于各種研究中。



研究小組還希望通過(guò)將新技術(shù)嫁接到盲人用信息設(shè)備上來(lái)補(bǔ)充盲文，以替代盲文。它計(jì)劃努力使汽車、觸摸屏設(shè)備、電子顯示器、智能手機(jī)等技術(shù)的商業(yè)化。

我們希望通過(guò)實(shí)際應(yīng)用旨在通過(guò)觸覺(jué)傳遞信息的原始技術(shù)，廣泛使用該技術(shù)來(lái)支持弱視信息等弱勢(shì)人群的信息。



該研究小組目前正在進(jìn)行后續(xù)研究，以通過(guò)增強(qiáng)光到振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換的效率并減少電能的消耗來(lái)產(chǎn)生足以使用戶感覺(jué)到感覺(jué)的振動(dòng)。

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