Команда Технологічного інституту Сібаура розробила інтерфейс, для виготовлення якого достатньо нанести тонером спеціальний візерунок на пластиковий лист. Як повідомляє інститут, сама поверхня не потребує вбудованих електродів і проводів. Зчитування та розпізнавання сигналів забезпечує окрема система.
Як надрукований візерунок реагує на дотик
В основі розробки — трибоелектричний ефект: під час контакту й розділення різних матеріалів виникає електричний заряд. Тонер виконує роль ізоляційної маски, яка закриває частину ПВХ.
Коли палець ковзає листом, він послідовно проходить відкриті та покриті тонером ділянки. Це створює електричний сигнал, характеристики якого залежать від геометрії надрукованого малюнка.
Змінюючи ширину смуг, проміжки між ними та кількість елементів, дослідники можуть задавати форму сигналу. Такий підхід дозволяє створювати різні елементи керування без виготовлення складної мережі провідників під поверхнею. У випробуваннях система також розпізнавала напрямок ковзання та послідовності двійкових команд.
Що показали випробування
Похибка визначення швидкості руху пальця не перевищувала 3,5%. Алгоритми машинного навчання розрізняли сім надрукованих візерунків із точністю 97,1%, а введення 26 літер англійського алфавіту — із точністю 89,2%.
В окремому експерименті система правильно ідентифікувала користувача у 97,1% випадків. У цьому тесті брали участь лише семеро людей: алгоритм враховував відмінності в натисканні, швидкості та характері рухів.
Після тисячі циклів ковзання дослідники не виявили видимого зношення тонера або суттєвого погіршення сигналу. Результати роботи опубліковані в журналі Nano Energy.
Розробка поки залишається експериментальним інтерфейсом введення. Вона не відображає зображення, а характеристики її відгуку залежать від надрукованого шаблону. Для зміни цього відгуку потрібно змінити візерунок.
Автори бачать можливе застосування в електроніці, яку носять на тілі, елементах одягу, клавіатурах, ігрових контролерах і пристроях інтернету речей. Наступні дослідження мають перевірити роботу технології у складніших реальних умовах.
