Il display 3D potrebbe portare il tocco nel mondo digitale

Andrea Corselli

Immagina un iPad con una superficie che può trasformarsi e deformarsi, permettendoti di disegnare disegni 3D, creare poesie haiku che saltano fuori dallo schermo e persino tenere la mano del tuo partner da un oceano di distanza.

Questa è la visione di un team di ricercatori dell’Università del Colorado Boulder. In un nuovo studio – finanziato dalla National Science Foundation e pubblicato su Nature Communications – il gruppo ha creato un display che cambia forma unico nel suo genere che si adatta a un tavolo da gioco. Il dispositivo è costituito da una griglia 10 x 10 di morbidi “muscoli” robotici in grado di percepire la pressione esterna e sollevarsi per creare schemi. È abbastanza preciso da generare testo scorrevole e abbastanza veloce da agitare un recipiente chimico pieno di fluido.

"Con il progredire della tecnologia, abbiamo iniziato con l'invio di testo su lunghe distanze, poi audio e ora video", ha affermato il co-autore principale Brian Johnson. "Ma ci manca ancora il contatto."

Il progetto nasce dalla ricerca di un diverso tipo di tecnologia: gli organi sintetici. Nel 2017, i ricercatori guidati dal professor Mark Rentschler hanno sviluppato ciò che chiamano sTISSUE: organi morbidi che si comportano e si sentono come vere parti del corpo umano ma sono realizzati interamente con materiali simili al silicone.

Nello sviluppare quella tecnologia, tuttavia, il team è arrivato all’idea di un display da tavolo. La ricerca fa parte del programma di scienza e ingegneria dei materiali.

Altri gruppi di ricerca hanno sviluppato tablet intelligenti simili, ma il display CU Boulder è più morbido, occupa molto meno spazio ed è molto più veloce. Ciascuno dei suoi muscoli robotici può attivarsi fino a 50 volte al secondo.

Ecco un'intervista esclusiva di Tech Briefs - modificata per lunghezza e chiarezza - con Rentschler.

Brief tecnici: Sono sicuro che ce ne fossero troppe da contare, ma qual è stata la sfida tecnica più grande che hai dovuto affrontare durante lo sviluppo di questa tecnologia?

Rentschler : Un paio delle sfide principali sono state davvero l'integrazione di tutto in un fattore di forma che fosse davvero in grado di aiutarci a dimostrare le capacità di questo approccio. Lo metterò come 1A e 1B in realtà svilupperebbe semplicemente le nuove capacità di rilevamento e le integrerebbe nel sistema.

Brief tecnici: Ti dispiacerebbe spiegare in termini molto semplici come funziona?

Rentschler : Si assolutamente. Quindi, a livello base, abbiamo un sistema che ha all'incirca le dimensioni di un gioco da tavolo: un paio di piedi per un paio di piedi di larghezza ed è alto solo circa due o tre pollici. Ed è in realtà una serie di pixel, quindi 10 pixel per 10 pixel, ma l'abbiamo impostato come un sistema modulare. Quindi, ogni pixel ha un numero di attuatori sotto di esso che sono impilati insieme e che consentono al pixel di andare su e giù. È una piccola cellula, e quella piccola cellula è larga circa due pollici per due pollici, e quella cellula può andare su e giù in base a ciò che percepisce e in base allo schema di controllo che abbiamo sotto di essa. Quindi, all'interno di quella cellula, abbiamo gli attuatori che vanno su e giù, ma abbiamo anche dei sensori incorporati al suo interno.

Abbiamo particelle magnetiche sulla superficie della sua parte superiore, quindi possiamo misurare la deformazione sia verticale così com'è, espansa verso l'alto, o anche se qualcosa lo spinge verso il basso, possiamo percepirlo. Quindi questa è una singola cella, e poi ne abbiamo una fila, quindi un array 1x10 di queste celle in fila, e questo è ciò che consideriamo un modulo. E poi abbiamo 10 di quelle righe impilate insieme, o 10 di quei moduli insieme nel display che abbiamo sul foglio.

E poi abbiamo uno strato di silicone morbido, quello nero che si estende su tutta la superficie. E' una lastra molto sottile, ma le permette di essere una superficie continua. E così possiamo manipolare un mezzo continuo, uno dei quali sono i liquidi sulla superficie, utilizzando questi attuatori più discreti che si trovano al di sotto di esso.

Brief tecnici : Si dice che tu abbia affermato che potresti utilizzare questi organi artificiali per contribuire allo sviluppo di dispositivi medici e/o strumenti robotici chirurgici a costi molto inferiori rispetto all'utilizzo di tessuti animali reali. Nello sviluppare quella tecnologia, tuttavia, il team è arrivato all’idea di un display da tavolo. Come hai scelto l'espositore da tavolo?