觸感顯示器：視障者使用的圖形化觸感顯示器(haptic-display) 圖片摸得到

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觸感顯示器：視障者使用的圖形化觸感顯示器(haptic-display) 圖片摸得到

曾聯手發明駐極體麥克風(electret microphone)的電子工程師，最近再度合作開發出全球首款供視障者使用的圖形化觸感(haptic)顯示器。研發這種顯示器的工程師之一是James West，他曾獲得美國最高榮譽──美國國家科技獎章(National Medal of Technology)；West得獎的原因是利用駐極體的充電高分子薄膜(charged polymer film)，把運動轉換為電氣訊號。

而在由這項由美國國家科學基金會(NSF)所贊助的觸感顯示器(haptic-display)計畫中，West則是把他獲獎的概念倒轉，反過來把訊號發送到具備電活性(electro-active)的聚合物上；這些訊號是聚合物表面運動的反應。研究人員希望他們的研發成果能讓視障者透過手指觸摸，來感覺圖形圖案的顯示。

這項名為「用於弱視及盲人的動態觸覺介面(A Dynamic Tactile Interface for Visually Impaired and Blind People)」的研究計畫，領導人是來自美國紐約City College的工程系教授Ilona Kretzschmar；她表示想要：「開發一種可行的動態觸覺介面，因而讓圖形及畫面資訊，透過觸覺而非視覺的方式被即時呈現。」

現在市面上供視障者使用的顯示器非常昂貴，受限於文字的呈現又缺乏完整的觸控式螢幕。而由Kretzschmar、West與其他研究團隊成員所設計的觸感顯示器，將整合一個觸控式螢幕，讓使用者能夠按壓螢幕的各個區域，以啟動他們可感覺得到的選單及圖示。

由於能夠顯示圖像資訊、並透過觸控來啟動它們，未來視障者也能使用今日的電腦上的各種圖片資訊。「弱視或是全盲的視障者可用的資訊量，將因此大幅成長。」Kretzschmar表示。

充電高分子薄膜

1962年，West和Gerhard Sessler在貝爾實驗室(Bell Labs)發明了駐極體麥克風。他們的發明重點在於：把永久充電的高分子薄膜添加到電容器麥克風中做為橫膈膜，因此免除了對充電電源的需求。因為做為電容器極板(plate)之一的高分子薄膜被永久地充電，聲音就可透過膜的振動，對來自橫隔膜的訊號進行調變。

在新發明的觸感顯示器中，上述的機制將被保留，仍然由電器訊號引起高分子隔膜的運動。該種顯示器有三層，頂層是由高分子薄膜構成，其工作方式與駐極體麥克風相反，電氣訊號被逐個像素地發送到高分子薄膜，而隔膜則會稍微升起，以做為回應。

中層薄膜能使各個像素的嵌入電極能被頂層尋址；至於底層的顯示將支撐一個觸控式螢幕，讓使用者能用手指而不是滑鼠來按圖示、按鈕和其他螢幕上的圖標。而與該顯示器搭配的軟體，也將結合音訊的功能來簡單導覽螢幕上的圖示與圖表。

身為材料科學專家的Kretzschmar對該計畫的貢獻，則在於合成了一種名為Janus (羅馬神話人物)的奈米珠(nanoscale beads)，這種奈米珠的兩半分別由不同的材料組成，以覆蓋在觸感顯示器的表面上；透過利用微小的Janus粒子電極來覆蓋具電活性的高分子薄膜，研究團隊希望當觸控一個觸覺像素時，能夠加速其運動，因而讓使用者能夠更容易地感覺圖像。

這項研究計畫預計至少需要三年時間才能完成，參與的研究人員包括：紐約City College教授Vivien Tartter、Baruch College視障者電腦中心總監Karen Gourgey、西北大學(Northwestern University)電子工程教授Thrasos Pappas；以及馬里蘭大學(University of Maryland)教授Leigh Abts。
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