Uma nova tela está tomando forma

Os displays de formato, também conhecidos como displays deformáveis ​​ou displays que mudam de forma, são uma classe fascinante de tecnologias emergentes que visam ir além das telas planas tradicionais, permitindo mudanças físicas em sua forma e aparência. Ao contrário dos displays convencionais que são estáticos, os displays shape oferecem a capacidade única de transformar suas superfícies, criando formas 3D dinâmicas e texturas tangíveis. Esses displays podem ser construídos usando vários materiais e mecanismos, como ligas com memória de forma, atuadores pneumáticos ou bombas hidráulicas.

As aplicações potenciais dos displays de formas são vastas e diversas. Um caso de uso proeminente é nas interfaces de usuário, onde essas telas podem aprimorar a interação e a experiência do usuário. Imagine um smartphone com uma tela de formato que fornece feedback tátil para diferentes funções, tornando os botões mais distintos, ou um console de jogos com controladores que se transformam fisicamente para combinar com o ambiente do jogo. Além disso, as exibições de formas têm implicações significativas em aplicações de realidade virtual e realidade aumentada, permitindo aos usuários sentir e interagir com objetos virtuais de uma maneira mais realista.

Apesar das possibilidades excitantes, os actuais sistemas de visualização de formas enfrentam algumas limitações significativas que dificultam a sua adopção generalizada. Um desafio importante é a resolução relativamente baixa dos monitores. A criação de formas complexas ou texturas de alta fidelidade requer um grande número de unidades de atuadores individuais, o que pode ser tecnicamente desafiador e caro de implementar. Além disso, as taxas de atualização das exibições de formas tendem a ser mais lentas do que as das telas normais, resultando em atrasos visíveis ao transformar formas ou atualizar texturas. Muitos displays de formato também dependem de grandes sistemas externos para acionar a atuação, que podem ser volumosos e complicados, limitando as áreas de aplicação prática.

Um display inovador de formato novo criado por pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder supera muitas das limitações dos sistemas existentes. Este trabalho poderia permitir uma nova geração de displays de formato de alta fidelidade com taxas de atualização rápidas. O display robótico suave também possui um mecanismo para detectar toques com alto grau de precisão e implementa um sistema de controle que permite a atuação individual de cada pixel. E o mais importante: este monitor não requer um grande sistema externo para acioná-lo.

Os pesquisadores projetaram uma grade de 10 por 10 de células atuadoras eletrostáticas de autocura e amplificadas hidraulicamente (HASEL). Esses atuadores eletro-hidráulicos suaves são potentes e capazes de atuar em alta frequência. Uma pele superficial elástica serve como uma barreira entre essas células e o ambiente externo. Um sensor magnético livre de interferências, embutido na camada superior, foi aproveitado para detectar deformações da superfície da pele para reconhecer toques com níveis muito altos de precisão.

A tela resultante tem uma resolução relativamente alta, pelo menos em comparação com as tecnologias existentes. Também foi demonstrado que tem uma taxa de atualização de até 50 Hz, o que é extremamente bom para telas de formato e até rivaliza com as velocidades em que o vídeo normalmente é reproduzido. E o inovador sistema de detecção de toque elimina a necessidade de sistemas externos baseados em câmeras que são comumente usados ​​em tais dispositivos. Foi desenvolvido um sistema de controle unificado que poderia controlar todos os pixels, o que permitiu que um microcontrolador integrado controlasse a tela, em vez de um sistema de computação externo.

Foram realizados vários experimentos nos quais foi demonstrado que o display era capaz de, por exemplo, mover uma bola em torno de sua superfície em um padrão programado. Ele também poderia exibir texto em rolagem e responder aos toques dos usuários com sensibilidade de 0,1 mm. Numa demonstração mais avançada, uma banana foi colocada em uma parte do display, enquanto calculava o peso e mostrava o valor em outra região da tela. Também foi demonstrado que a atuação rápida poderia ser aproveitada para agitar e misturar um frasco de líquido.