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视障者:新研发触感显示器图片摸得到

  曾联手发明驻极体麦克风(electret microphone)的电子工程师,最近再度合作开发出全球首款供视障者使用的图形化触感(haptic)显示器。研发这种显示器的工程师之一是James West,他曾获得美国最高荣誉──美国国家科技章(National Medal of Technology);West得的原因是利用驻极体的充电高薄膜(charged polymer film),把运动转换为电气讯号。

  曾联手发明驻极体麦克风(electretmicrophone)的电子工程师,最近再度合作开发出全球首款供视障者使用的图形化触感(haptic)显示器。研发这种显示器的工程师之一是JamesWest,他曾获得美国最高荣誉──美国国家科技章(NationalMedalofTechnology);West得的原因是利用驻极体的充电高薄膜(chargedpolymerfilm),把运动转换为电气讯号。

  而在由这项由美国国家科学基金会(NSF)所赞助的触感显示器(haptic-display)计画中,West则是把他获的概念倒转,反过来把讯号发送到具备电活性(electro-active)的聚合物上;这些讯号是聚合物表面运动的反应。研究人员希望他们的研发能让视障者透过手指触摸,来感觉图形图桉的显示。

  这项名为「用于弱视及盲人的动态触觉介面(ADynamicTactileInteceforVisuallyImpairedandBlindPeople)」的研究计画,领导人是来自美国纽约CityCollege的工程系教授IlonaKretzschmar;她表示想要:「开发一种可行的动态触觉介面,因而让图形及画面资讯,透过触觉而非视觉的方式被即时呈现。」

  现在市面上供视障者使用的显示器非常昂贵,受限于文字的呈现又缺乏完整的触控式萤幕。而由Kretzschmar、West与其他研究团队所设计的触感显示器,将整合一个触控式萤幕,让使用者能够按压萤幕的各个区域,以启动他们可感觉得到的选单及图示。

  由于能够显示图像资讯、并透过触控来启动它们,未来视障者也能使用今日的电脑上的各种图片资讯。「弱视或是全盲的视障者可用的资讯量,将因此大幅成长。」Kretzschmar表示。

  1962年,West和GerhardSessler在贝尔实验室(BellLabs)发明了驻极体麦克风。他们的发明重点在于:把永久充电的高薄膜添加到电容器麦克风中做为横膈膜,因此免除了对充电电源的需求。因为做为电容器极板(plate)之一的高薄膜被永久地充电,声音就可透过膜的振动,对来自横隔膜的讯号进行调变。

  在新发明的触感显示器中,上述的机制将被保留,仍然由电器讯号引起高隔膜的运动。该种显示器有三层,顶层是由高薄膜构成,其工作方式与驻极体麦克风相反,电气讯号被逐个像素地发送到高薄膜,而隔膜则会稍微升起,以做为回应。

  中层薄膜能使各个像素的嵌入电极能被顶层寻址;至于底层的显示将支撑一个触控式萤幕,让使用者能用手指而不是滑鼠来按图示、按钮和其他萤幕上的图标。而与该显示器搭配的软体,也将结合音讯的功能来简单导览萤幕上的图示与图表。

  身为材料科学专家的Kretzschmar对该计画的贡献,则在于合成了一种名为Janus(罗马人物)的奈米珠(nanoscalebeads),这种奈米珠的两半分别由不同的材料组成,以覆盖在触感显示器的表面上;透过利用微小的Janus粒子电极来覆盖具电活性的高薄膜,研究团队希望当触控一个触觉像素时,能够加速其运动,因而让使用者能够更容易地感觉图像。

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