法國觸覺技術新創公司Hap2U期望藉由讓使用者隨著手指在塑料、木材和玻璃上滑動過程中,改變對於不同表面的感覺,從而讓顯示器上的各種紋理「觸感」成真。

在今年的國際消費電子展(CES)上,Hap2U發表號稱全球首款支援觸覺反饋(haptic)的智慧型手機顯示器Hap2phone,能讓使用者在手機的觸控螢幕上觸摸並感知所顯示的物體。其創新的Hap2phone還獲得了今年的CES創新獎(CES Innovation Awards)。

提高互動性與「觸感」

Hap2U期望隨著Hap2phone技術推出,瞄準全球的觸覺元件市場。據市場研究公司IDTechEx的最新報告,這一市場預計到2030年的價值將達到48億美元。觸覺反饋技術用於諸如遊戲機控制器等產品中已經超過30多年了,並且廣泛應用於大多數的智慧型手機、智慧手錶和電子裝置中。然而,IDTechEx表示觀察到過去五年來觸覺技術開始發生變化,特別是「在開發未來觸覺技術的創新方向上有了重大的轉變」。

例如成立於2015年的Hap2U,發展出所謂的超音波潤滑原理(ultrasonic lubrication principle)。該公司解釋,震動發生在超音波頻率(高於20kHz),並在手指和螢幕之間產生壓縮的空氣薄膜,從而改變摩擦力,因而也可控制不同的震動力道。

目前,當智慧型手機用戶在收到通知、文字簡訊或輕點螢幕的玻璃表面時,都可以感覺到震動,這就是震動觸覺技術。而Hap2U的技術則進一步透過啟用紋理感知功能,以增強整體的感官體驗。Chappaz解釋說:「想想使用者在嘈雜或惡劣照明條件下(例如在戶外)使用智慧型手機時,觸控反饋對於改善其體驗有多麼重要。高解析度(HD)的紋理感知(Texture Sensation)是使用者與外界之間的關鍵介面,相較於傳統螢幕,它更有助於提高互動感。」

Hap2U使用壓電致動器在玻璃螢幕上產生超音波震動,並改變使用者手指的摩擦力。其所產生的震動與手指的位置同步,讓使用者能夠感覺到在螢幕上出現了什麼。這種薄膜壓電解決方案(長2微米)額外增加的重量還不到1g,也不至於增加多少顯示功耗(約僅1%)。

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Hap2U將壓電致動器整合至玻璃觸控螢幕的背面,並以AC訊號驅動,使其在材料中產生超聲駐波。(來源:Hap2U)

Hap2U聲稱,透過施加不同的摩擦係數,就可以讓使用者的觸感產生明顯的區別——例如是強烈還是輕柔的刻痕、彈簧、按鈕、彈性以及各種凹凸和紋理等。這讓使用者指尖的神經末梢能夠檢測到這些不同的感覺,並通知大腦對其進行解讀。

基本上,Chappaz表示:「Hap2Phone提供了使用者眼睛所看到的實體觸控體驗:如果螢幕上有魚,使用者就能感覺到其上的鱗片;或是在視訊遊戲中,使用者也可以感知到按鈕、滑桿或是車子的車輪。」對於製造商而言,將螢幕整合於其產品中,使其不但具互動性且可實際感知,解決了與數位化有關的許多問題。

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整合Hap2U壓電致動器的技術堆疊圖。(來源:Hap2U)

從玻璃開始擴展至更多材料

Hap2U最初專注於玻璃表面,例如智慧型手機和平板電腦螢幕,但該公司也一直在研究多材料的觸覺技術,將觸覺技術部署在木材、塑料和金屬上。

Hap2U的技術並不僅限於智慧型手機,還可以在物聯網(IoT)、工業、汽車和智慧建築等市場中開啟更多新應用。

為了加速其觸覺技術的發展,Hap2U在2016年獲得首輪種子資金,並於2018年底從戴姆勒公司(Daimler AG)獲得400萬歐元的A輪融資。Hap2U總部位於法國格勒諾布爾,目前擁有30名員工,預計到2020年底前擴編一倍達60人。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Texture Sensations on the First Haptic Smartphone Display,by Anne-Françoise Pelé)