Touchdisplays der Zukunft: Am Tablet vor- und zurückblättern

8. Dezember 2014, 16:18
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Künftige Displays könnten flexibel und biegsam sein - Steirische und oberösterreichische Forscher präsentierten eine Vorstufe dieser Technik

Weiz/Wien - In absehbarer Zukunft könnte für Tablets ein flexibles Cover - eine Art Abdeckfolie - erhältlich sein, das über besondere Eigenschaften verfügt. Man könnte dann beispielsweise ein Kreuzworträtsel lösen, während die transparente Folie über dem Tabletdisplay liegt. Hebt man die Folie an, erscheinen am nichtbedeckten Bildschirmteil die richtigen Lösungen.

Eine derartige Anwendung wäre noch ein sehr einfaches Beispiel von "FlexSense", einer Sensoroberfläche, die das Bedienen eines Tablets um wesentliche Funktionalitäten erweitern soll. Das Prinzip dahinter: Jede Formveränderung der biegsamen Folie wird in den Computer übertragen. Diese Reproduktion der Bewegung im virtuellen Raum eröffnet eine Reihe neuer Eingabemöglichkeiten für viele Arten von Apps.

"Es ist eine Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, die man intuitiv wie ein Blatt Papier bedienen kann", erklären Barbara Stadlober und Martin Zirkl vom Institut für Oberflächentechnologien und Photonik der Joanneum Research in Weiz in der Steiermark, wo die Sensortechnik des Eingabegeräts entwickelt wurde. Neben dem Media Interaction Lab der Fachhochschule Oberösterreich in Hagenberg war auch Microsoft Research in Cambridge bei dem Projekt mit an Bord. In Großbritannien wurden Konzepte für entsprechende Apps entworfen, der technische Ansatz soll dort weiterentwickelt werden. Für eine österreichische Forschungseinrichtung ist eine derartige Kooperation mit dem Softwareriesen ein eher rares Ereignis.

microsoftresearch

Durch Bildebenen scrollen

Viele Anwendungen der Folie sind denkbar. Bei der Bildbearbeitung mit einem Grafikprogramm könnte man sie über das Tablet legen und damit durch verschiedene Bildebenen scrollen. Ein Comiczeichner könnte Animationen wie in analogen Zeiten gestalten, indem er durch Anheben der Folie auf das vorhergehende Bild eines Bewegungsablaufs "zurückblättert" . Grundsätzlich könnte die Folie für jede App nützlich sein, bei der man schnell zwischen mehreren Darstellungsebenen wechselt - vom Seitenumblättern bei E-Books bis zum Ausprobieren verschiedener Fotofilter. Genauso könnte sich "FlexSense" auch als Eingabegerät für Geschicklichkeitsspiele eignen.

Für diese neue Art der haptischen Eingabe sind keine externen Sensoren notwendig - wie etwa die Kameras, die Bewegungen im Raum in den Computer übertragen. Hauchdünne Sensoren auf der Folie selbst wandeln die Formveränderung in ein elektronisches Signal um.

"Die Sensoren werden mittels Siebdruck auf die Folie aufgebracht - ähnlich jener Technik, die beim Bedrucken von T-Shirts verwendet wird", erklärt Stadlober. 16 sogenannte piezoelektrische Sensoren werden aufgebracht. "Wenn diese Sensoren mechanisch deformiert werden, entsteht eine elektrische Ladung", so die Entwicklerin. "Die Ladung kann man dann als Spannung abnehmen. Sie dient als Signal, das mit entsprechender Hardware interpretiert werden kann."

Die Folie besteht aus drei Lagen. Eine isolierende ferroelektrische Schicht wird von zwei leitenden Elementen umschlossen, auf denen die Ladungen nach außen geführt werden. Die Touchdisplays von Smartphones und Tablets selbst seien ähnlich aufgebaut, erklärt Stadlober. Sie reagieren allerdings nicht auf Druck und Verformung, sondern auf die Bewegung eines leitenden Elements wie dem Finger.

Das Media Interaction Lab in Hagenberg war für die Weiterverarbeitung der Signale zuständig. Das Team um Institutsleiter Michael Haller entwarf jene Algorithmen, durch die die Bewegungen der Folie vom Tablet interpretiert werden können. Die 16 Sensoren, allesamt am Rand der Folie positioniert, reichen aus, um auf die Verformungen der gesamten Fläche zu schließen und diese virtuell darzustellen.

Die Tabletfolie basiert auf der "PyzoFlex"-Technologie, die im Lauf der vergangenen zehn Jahre bei der Joanneum Research entwickelt wurde. Im Rahmen des EU-Projekts Flashed ("Flexible Large Area Sensors for Highly Enhanced Displays"), das seit 2013 läuft, soll die Technologie für neuartige Anwendungen adaptiert werden.

Flexible Bildschirme

Die Folie als zusätzliches Interaktionsmittel ist dabei nur ein vorläufiges Ergebnis. Der nächste Schritt in der Evolution von Bildschirmen: flexible, biegsame Varianten. An ihnen wird vielerorts geforscht. Bei den entsprechenden Entwicklungsansätzen hapert es allerdings noch mit der Touchfunktion. Im Rahmen von Flashed möchten die Joanneum-Forscher ihre Folie weiterentwickeln, um sie bei den flexiblen Bildschirmen einzusetzen. Sie würde dann nicht nur Verformungen, sondern auch die Intensität des Drucks erkennen, mit dem etwa der Finger des Nutzers auf die Oberfläche einwirkt. Damit würde sich für Touchdisplays eine zusätzliche Eingabemodalität erschließen.

Und für noch ein weiteres Feld wäre die Technik einsetzbar. Sie könnte Robotern und Drohnen künftig dazu dienen, sich allmählich selbst besser im Raum zu verorten. Stadlober: "Die Sensoren würden den Robotern eine Art Selbstwahrnehmung verleihen. Durch sie bekommen sie Feedback zu ihren Bewegungen und könnten so lernen, sich besser und zielgerichteter zu bewegen." (Alois Pumhösel, DER STANDARD, 3.12.2014)

  • Für die Lösung bitte einmal umblättern: Eine transparente Folie mit aufgedruckten Sensoren könnte die Bedienung von Tablets um neue Funktionalitäten erweitern.
    foto: media interaction lab - hagenberg

    Für die Lösung bitte einmal umblättern: Eine transparente Folie mit aufgedruckten Sensoren könnte die Bedienung von Tablets um neue Funktionalitäten erweitern.

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    foto: media interaction lab - hagenberg
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