3D ディスプレイはデジタル世界にタッチをもたらす可能性がある

アンドリュー・コルセリ

変形したり変形したりできる表面を備えた iPad を想像してみてください。これにより、3D デザインを描いたり、画面から飛び出すような俳句を作成したり、海から離れた場所からパートナーの手を握ることさえできます。

これが、コロラド大学ボルダー校の研究者チームのビジョンです。 国立科学財団から資金提供され、Nature Communications に掲載された新しい研究で、同グループは、カードテーブルに収まるユニークな形状変化ディスプレイを作成しました。 このデバイスは、外部の圧力を感知してポップアップしてパターンを作成できる、10 × 10 のグリッドの柔らかいロボットの「筋肉」で作られています。 スクロールテキストを生成するのに十分な精度と、液体で満たされた化学ビーカーを振るのに十分な速さです。

「テクノロジーの進歩に伴い、私たちは長距離でテキストを送信することから始め、次に音声、そして今ではビデオを送信するようになりました」と共同筆頭著者のブライアン・ジョンソン氏は述べています。 「しかし、まだ連絡が取れていません。」

このプロジェクトは、異なる種類の技術、つまり合成臓器の探索に端を発しています。 2017年、マーク・レンシュラー教授率いる研究者らは、sTISSUEと呼ばれるものを開発した。これは、本物の人体の一部のように動作し、感触が得られるが、完全にシリコンのような素材で作られたふにゃふにゃした器官だ。

しかし、その技術を開発する中で、チームは卓上ディスプレイのアイデアにたどり着きました。 この研究は材料科学および工学プログラムの一部です。

他の研究チームも同様のスマートタブレットを開発していますが、CU Boulder ディスプレイはより柔らかく、占有スペースがはるかに少なく、はるかに高速です。 そのロボットの筋肉はそれぞれ、1 秒間に 50 回も活動することができます。

こちらは、レンシュラー氏による Tech Briefs の独占インタビュー (長さと明瞭さのために編集されたもの) です。

技術概要: 数え切れないほどたくさんあると思いますが、このテクノロジーの開発中に直面した最大の技術的課題は何でしたか?

レンシュラー : いくつかの重要な課題は、すべてをフォーム ファクターに統合することであり、これにより、このアプローチの機能を実証することができました。 これを 1A とします。1B は実際には新しいセンシング機能を開発し、それをシステムに統合するだけです。

技術概要: それがどのように機能するのか、非常に簡単な言葉で説明していただけますか?

レンシュラー ： そのとおり。 したがって、基本的なレベルでは、ボード ゲームとほぼ同じサイズのシステムがあります。幅は数フィート、幅は数フィート、高さはわずか 2 ～ 3 インチです。 これは実際には 10 ピクセル x 10 ピクセルのピクセルの配列ですが、これをモジュラー システムとしてセットアップしました。 したがって、各ピクセルの下には、積み重ねられた多数のアクチュエーターがあり、それによってピクセルが上下に移動できるようになります。 これは小さなセルで、その小さなセルの幅はおよそ 2 インチ x 2 インチで、セルが感知しているものとその下にある制御スキームに基づいて上下することができます。 そのため、そのセル内には上下に動くアクチュエーターがあり、同時にセンシングも埋め込まれています。

上部の表面には磁性粒子が埋め込まれているので、そのまま垂直に変形したり、上に拡張したり、あるいは何かが押し下げた場合の変形を測定することができます。 これは個々のセルであり、それらの行があり、これらのセルが 1x10 配列されて行になっているものをモジュールと見なします。 そして、それらの行のうち 10 個が一緒に積み重ねられ、論文にある表示ではそれらのモジュールのうち 10 個が一緒に表示されます。

そして、柔らかいシリコン層、つまり全体に広がる黒い層があります。 非常に薄いシートですが、連続した表面にすることができます。 したがって、その下にあるこれらのより個別のアクチュエータを使用して、表面上の液体である連続媒体を操作できるようになります。

技術概要 : あなたは、これらの人工臓器を使用すれば、本物の動物の組織を使用するよりもはるかに低コストで医療機器や手術用ロボットツールの開発に役立つ可能性があると述べたと伝えられています。 しかし、その技術を開発する中で、チームは卓上ディスプレイのアイデアにたどり着きました。 卓上ディスプレイはどのように決めたのですか？