タッチスクリーンを介してオブジェクトを「感じる」ことができる新技術

テキサスA&M大学の研究者チームは、オブジェクトを「感じる」ことができるタッチスクリーンを実現する技術の開発を進めています。この新技術は、デバイスが単にタッチを感知して反応するのではなく、指がデバイスとどのように相互作用するかをより詳細に定義することで、タッチスクリーンをさらに進化させることを目指しています。

チームは、大学の機械工学科の教授であるCynthia Hipwell博士によって率いられています。

この研究は先月、Advanced Materials誌に掲載されました。

新しいタイプの人機インターフェース

チームの目標は、タッチデバイスがよりインタラクティブなタッチベースの体験を提供できる人機インターフェースを開発することです。彼らは、物理的なオブジェクトの感覚を模倣できる技術を開発することでこれを実現しています。

Hipwellによると、より没入感のあるバーチャルリアリティ（VR）プラットフォームや、モーター車両のダッシュボードのようなタクティルディスプレイインターフェースなど、多くの潜在的な応用があります。また、デバイスを使用してオンラインショッピングをして、購入する前に製品の質感を実際に感じることができる体験も可能になるでしょう。

「これにより、ボタン、スライド、ノブなどをスクリーン上で実際に感じることができるようになります」とHipwellは述べています。「インタラクティブなタッチスクリーンベースのディスプレイに使用できますが、聖杯はオンラインショッピングでタッチを導入することです。つまり、オンラインショッピング中に製品の質感を実際に感じることができるようになります」

ハプティックテクノロジーの洗練

Hipwellは、現在のタッチスクリーンテクノロジーの「タッチ」機能は、実際にはスクリーンのためにあるよりもユーザーのためにあると述べています。しかし、ハプティックテクノロジーの出現と洗練により、ユーザーとデバイスの関係はより相互的なものになりました。

タッチを感覚入力として追加することで、バーチャル環境を豊かにし、現在はオーディオとビジュアルによって伝達されるコミュニケーションを容易にすることができます。

「バーチャル体験を考える際、それらは現在主にオーディオとビジュアルです。オーディオとビジュアルの過負荷に陥ることがあります」とHipwellは述べています。「タッチを人機インターフェースに導入することで、多くの機能を提供し、よりリアルな体験を提供し、過負荷を軽減することができます。ハプティック効果を使用して、ユーザーの注意を引き付けたり、タスクをより簡単にしたり、認知負荷を低減することができます」

チームは、ユーザーと環境条件によって変化する、非常に複雑なインターフェースに取り組んでいます。

「電界を適用した電界効果（electro-wetting effects）、静電効果、指の特性の変化、デバイスの材料特性と表面幾何学、接触力学、流体運動、電荷輸送 —— すべてのインターフェースで起こっていることを理解して、デバイスをより信頼性が高く、高性能なものにするために設計することを目指しています」とHipwellは述べています。「最終的には、予測モデルを作成して、デザイナーが最大のハプティック効果と最小のユーザーと環境変動に対する感受性を持つデバイスを作成できるようにしたいと思います」

Hipwellは、これらの機能が次の数年以内に一般的なデバイスに実装されることを信じています。

「私は、5年以内にこれらの技術の初期の要素が現れると思います」とHipwellは述べています。「その後は、技術の成熟度と、どれだけ高度でリアルで広範囲にわたるものになるかが問題になります」