使用LED在平面上创建3D形状

  • 发布时间:2024-06-27 17:39:25 来源:
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导读 韩国研究团队开发出了一种创新的触觉显示技术,引起了全球关注。这项创新技术让用户可以亲身体验3D形状和各种纹理,为视障人士的信息传递设

韩国研究团队开发出了一种创新的触觉显示技术,引起了全球关注。这项创新技术让用户可以亲身体验3D形状和各种纹理,为视障人士的信息传递设备、车辆界面、虚拟世界应用、教育工具等开辟了潜在的应用领域。

电子通信研究院(ETRI)宣布开发出利用光热弹性可变膜产生三维触觉的显示技术。该项研究成果于3月22日在《NatureCommunications》上发表,并被选为专题文章。

该技术利用透视 发光二极管(LED)调节光的强度,能够精确控制光滑薄膜表面上几毫米(mm)大小的触觉元素的高度和弹性。

ETRI开发的触觉显示器可以直接显示盲文、文本和各种三维形状。其关键区别在于它能够精细控制不同部分的弹性和温度,从而准确再现不同的高度和纹理。

该技术的核心在于由两层薄层组成的功能性聚合物薄膜结构,薄如发丝。下部光热层面向LED,吸收光线并产生热量。上部可变弹性层在室温下很硬,但当光热层的热量使其在50摄氏度左右发生玻璃到橡胶的转变时,会变得非常柔软。

在此状态下,在薄膜下方施加气压会导致薄膜根据吸收的热量膨胀,从而形成触觉3D形状。直径4毫米的元件产生的3D形状的最大高度为1.4毫米,约为典型盲文显示器的两倍,并且可以根据LED光的强度以0.1毫米的增量进行精细控制。

值得注意的是,当灯关闭时,上层会再次冷却并变硬,使得形状能够承受触摸而不会消耗额外的电力。

研究团队致力于开发基于光响应热弹可变材料的3D元素和3D变形的感知模型。

论文第一作者、ETRI首席研究员InwookHwang解释说:“传统的盲文触觉显示器只能表达简单的形状,而且高度固定。我们的新技术可以自由控制每个单元的高度和弹性,从而能够创建逼真的3D地形和纹理。”

ETRI有形界面创意研究部门主任SungryulYun补充道:“这一创新成果将触觉显示技术提升到了更高的水平。我们计划整合大面积光源和平铺技术,以扩展到大型3D显示器,同时提高单元分辨率并最大限度地提高能源效率。”

该技术有可能为视障人士提供先进的3D信息传递、车辆自适应用户界面、触觉通信和逼真的教育模型,使沉浸式触觉交互成为现实。

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