触摸屏的出现已有一段时间，从Windows*8的推出、如雨后春笋出现的平板计算机，再加上具备触控功能的Ultrabooks™，这项技术的发展丝毫没有减缓脚步。但除了用手指滑动和输入外，触摸屏还有别的发挥空间吗？
Microsoft的研究小组最近展示了一台具备触感回馈功能的3D触摸屏，可提供触感回馈给使用者，让使用者在虚空间内转动3D对象：
「将眼光放远，研究人员希望能将3DHapticTouch应用在医疗，让医生浏览病患的3D脑部扫描图，找出（并感觉出）需要治疗的部位。还有最简单的应用，想象3DHapticTouch被用在教育方面，让学生能够去触摸及感觉过于危险或稀少，无法实际握在手上的物质。至于在计算机方面，包含3D模型制作和虚拟化应用程序等应用，我敢说开发人员早就着手在开发使用3DHapticTouch技术的游戏。」–2013微软技术节：提供触感回馈的3D显示器(MicrosoftTechFest2013:3DDisplaywithHapticFeedback)
这个小组也开发了一个叫Digits的3D手部追踪器，它能将使用者的手势变成3D模型，利用手腕传感器侦测简单的动作控制装置。Digits示范影片如下：
Digits手部追踪器：不需手套空手与3D计算机互动(DigitsHandTracker:Freehand3DComputerInteractionWithoutGloves)
触摸屏对Senseg这间公司来说尤其重要，因为他们要让触摸屏产生实际的感觉。虽然现在听起来有点矛盾，但背后的创意确实很不简单：
「这间公司创立于2006年，他们使用超低电流，在标准触摸屏上既薄且耐用的涂层上充电（由专利物质制成，可应用在几乎『任何大小的任何表面』上），在手指皮肤上产生很小的引力，而且能够加以调整，如此使用者便能感受到质地、边缘和震动等感觉。」–Wired.com，「Senseg为屏幕赋予生命」(SensegWantstoBringYourScreenstoLife)。根据该文章指出，Senseg的目标是让整个用户接口都充满「触感」。例如有来电时，不必用眼睛看手机找出接听滑杆，而是用装置表面上的纹理去感觉滑杆的位置。
DisneyResearch：事业版图广大，甚至也包含触感技术和革命性的触摸屏，其中一项产品名为REVEL：
「REVEL是一种全新且耐用的触觉技术，它能改变使用者对真实世界的触觉感知。它可在几乎任何表面或物体加入一层人造的触觉材质，而且不太需要环境感测仪器。因此，REVEL可以在触控屏幕，以及家具、墙壁、木头和塑料物体，甚至是人体的皮肤上提供动态的触觉感受。REVEL运用反向电子震动(ReverseElectrovibration)，能将微弱的电子讯号射入用户身体任何地方，在使用者的皮肤四周产生震荡电场。用户在物体表面滑动手指时，便能感觉到非常明显的触觉纹理，放大对实际物体的感觉，再透过不同的讯号内容，提供各种触觉。」-DisneyResearch
触感技术的可能性
从以上的例子可以看出，目前有许多可能性正在开发。这个领域的开发人员都还在起步的阶段，这个充满未来性的技术尚有许多地方值得开发，触感技术仍有极大的发展潜力：
娱乐：从以上DisneyResearch的例子可看出，触感技术在游戏和娱乐这些领域有着无穷的可能性。挑战在于如何将技术降到合理的价格点，并且透过简单易懂、动态的用户接口呈现。
脑部植入：触控技术的拥戴者相信，触感技术总有一天将能够直接对中央神经系统提供刺激，产生相同的触觉体验，应用在脑部移植、神经刺激，还有能与人体串联的机械接口。
机器控制：触感技术能为有马达控制问题，或身体官能丧失或衰退的老年人提供很大的协助。
可配戴式触感装置：Google眼镜和Kinecttweak即将推出，我们似乎正要进入由人体可配戴式传感器和计算机网络组成的时代。这些装置的出现，将使人类和计算机之间产生截然不同的互动模式，像是为盲人提供引导、为有特殊需求的人提供信息和协助，或甚至在烹调、驾驶、开会等其他工作中提供额外的互动。
新讯号传达：我们都很熟悉手机震动的意义，但要是手机震动能传达「有新来电」以外的讯息，那会是什么感觉？目前已有团队在主动研究如何让行动装置产生「触觉语言」，而这讯号的解译方式，就像我们在处理红绿灯讯号或咖啡机上的灯号一样。
触摸屏：现在的触摸屏已经可以发出震动和声音，但未来的触摸屏体验也许还能让我们伸手去「感觉」屏幕上的影像，或是触控屏幕键盘，用起来就像在真正的键盘上打字一样。
真实感的挑战
触感技术的重点在于，让技术辅助用户与所要物体之间的互动。为了达成这个远大的目标，我们必须大量投入在技术上，而不只是提供这样的使用体验。触感技术发展目前面临的最大挑战，就是将技术商品化，并达到实体上的准确性，可说是相当困难。光是想象这项技术在未来几年内能有多么惊人的发展，就很让人兴奋，尤其我们现在已经在触控技术上有如此长足的进展。
台湾的技术优势与公益愿景：盲用触感面板
当iPhone6在千呼万唤中终于登场、许多苹果迷高呼「换机」的同时，有一群人很难理解这股狂热从何而来，因为他们看不见或看不清楚。由于视障朋友无法用眼阅读，所以最好的方式，就是为他们提供一个「有感」的动态显示器，但要如何才能有感呢？
对视障朋友而言，布莱叶（Braille）盲人点字法是他们所熟悉的阅读文字（特别先天全盲朋友，后天全盲朋友会更仰赖声音界面）。这一套点字法基本上为六点及八点双列排列，可以涵盖全世界各种文字，已使用超过了百年的历史。
目前视障朋友常用的点字显示器仍是传统厚重的机械式升降盲文凸点款式，每一台的报价动辄要100元美金，并不亲民。此外，当视障者想知道时间或日期，多半仍使用厚重的掀盖方式触摸指针或按钮报时的款式。今日面板科技日新月异，能不能设计一个能「点字」的显示器呢？
概念机很多，但想的到做不出来
事实上，已有不少热心人士提出了盲用手机或平板的概念设计，立意都甚佳，但多数至今仍只是个「概念」，因为在商用技术上难以突破。
多数设计想到的是采用目前在手机中已广为使用的振动器，希望透过矩阵布局来达成布莱叶点字排列功能。不过，放太少振动器能「显示」的分辨率太低；放太多又会有成本过高、功耗也高的问题，在实做上又很难做到多点同时触动，因此商用化是困难重重。
以曾被报导的Squibble为例，就内建779颗超音波马达来产生触觉回馈，但若做出来了，预估售价会比iPhone还高！
另一个例子则提出导入可变形的材料，这是6年前有人提出的SiaFuPC，想采用称为Magneclay的技术。设计者指出，这技术是一种油基合成剂，它的分子结构松散，透过电磁性的改变会重排其结构，因而能实现无限次的变形。「如果」这技术真的商用化了，未来的面板还可以呈现3D维度的画面！不过，网上搜不到这技术的近况，看来不是胎死腹中就是还在鸭子划水呢。
还有一种常用的机构式方案，就是利用会升降的浮动棒来实现每个点子单元的组成（6或8点），也就是透过电路及驱动机构来驱动浮动棒上升或下降，显示出盲人朋友想「看」的内容。这种凸点升降模式其实是今日盲用点字触摸显示器的运作方式，但要将这一套厚重笨拙又昂贵的机器微型化成为手机或平板，也很难实现。
薄膜式技术最值得期待
说了这么多，难道盲用触觉行动装置只是一个梦？并非如此，有个技术相当值得期待，而且很适合台湾来实现，那就是薄膜式触觉回馈技术（ThinFilmTactileFeedbackTechnology）。
不论是采用振动马达或压电组件，机械性的振动方式都很难做到「细腻」的触觉回馈，这包括布点的密度（回馈分辨率）、振动强度控制，以及回馈时的感受等；此外，对回馈反应有愈细腻的要求，意味着需要更精密机构设计和制造工艺，即使做的出来，成本也不够亲民。
相较之下，薄膜式技术正好满足了细腻、无机械结构、容易生产及低成本的优势。顾名思义，就如同触控面板层层堆栈的架构，薄膜式触觉回馈技术也是在触控面板上盖上一层薄膜，透过电极的放电就能产生触动的感受。
更进一步来看这技术，在加了触觉回馈薄膜层后，当触摸者以手指轻滑显示面时，由于人的手指带负电，手指接触面时将吸引下方装载的正电膜造成正负电相互吸引，经由芯片控制颤动驱动器在该正电薄膜上输入电压及特殊频率来让触摸者产生震动的感受。
当然，只有震动还不够看，这技术还可透过屏幕表面的静电场仿真手指和屏幕间的各种不同摩擦，让用户产生真实的纹理感觉。
FeelWhatYouSee!
事实上这并非颠覆性的新技术，早在1985年就有相关论文发表了。目前在市场最积极推展的厂商，无疑首推Senseg，这是一家创始于荷兰的公司，主打的卖点是“Letyoufeelwhatyoucanseeonscreen”，想把触控（Touch）屏幕转变为「触感」（Feel）屏幕，也就是在屏幕上为用户创造虚拟但真实的触觉感受，例如静态的纹理、边界感觉，以及动态的爆炸、滚动等感受。
薄膜式触觉反馈技术的关键在于带负电的手靠近带正电的薄膜时，放电效应会产生触膜感受
Senseg的技术架构中包括三大单元，分别是薄膜面板、驱动控制电路及应用软件
此一愿景无疑为显示器互动设计开创了崭新的可能，难怪该公司会在2011年11月获得Time杂志的50大最佳发明，来年6月又获得EntrepreneurMagazine列入2012百大最受注目企业。不过，根据该公司CEOPaulCostigan的最新访谈消息，其技术预估还有一年的时间才会进入量产阶段(Source)。
除了应用性极具潜力外，薄膜方案在生产上也能突破过去的瓶颈。此技术的重要原理是不依赖任何运动零组件，也不会引发屏幕的任何物理变化，因而无需改变行动装置的机构设计，进而能大幅降低开发上的困难。
相较于机械式的振动器，薄膜式方案也不会产生不必要的噪音、所需功耗很低，而且具有可扩展性，从小型到大型设备都适用。此外，由于此触觉回馈面板具有很高的光穿透率，不会影响该面板画质的质量，也可于软性基板上制作，增加应用范围。
CINNO
2016-02-29 10:10
潮电智库
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