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触觉显示新技术让盲人能够“看到”图像 |
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| http://cn.newmaker.com
11/23/2007 12:53:00 PM
佳工机电网
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最近，联合发明驻极体麦克风的电子工程师们再度携手，以开发全球第一个用于盲人的图形触觉显示器。James West是一位获得美国最高荣誉—国家科技奖章—的电气工程师，他的研究工作是利用驻极体的充电高分子膜，把运动转换为电信号。
在由美国国家科学基金资助的触觉显示项目中，West通过把信号发送到有电的聚合体上而对其表面的运动作出响应，从而希望把概念转化为现实。研究人员希望他们的努力将获得让盲人用手就能够感觉的图形模式显示。
该项目被称为“用于弱视及盲人的动态触觉接口”，研究团队的领导人是纽约城市大学工程系教授Ilona Kretzschmar，她说，她想“开发一种可行的动态触觉接口，从而让图形及画面信息以实时方式在触觉而不是视觉空间中被呈现。”
目前，盲人使用的显示器非常昂贵，即使它们被限于文本而缺乏完整的触摸屏。另一方面，由Kretzschmar、West及其它协作者设计的触觉显示器件将包含一体化的触摸屏，以便用户能够按屏幕的各个区域，以激活他们感觉存在的菜单及其它图形图标。由于能够显示图形图像及由触摸激活它们，目前在计算机上可用的整个图形信息显示最终可能由盲人所使用。
“弱视及盲人可用的信息量将极大地增长，”Kretzschmar说。
充电高分子膜
1962年，West和Gerhard Sessler在贝尔实验室发明了驻极体麦克风。他们的主要发明在于：把永久充电的高分子膜添加到电容麦克风当中作为横膈膜，因此，不需要对它进行充电的电源。作为电容器一个极板的高分子膜被永久地充电，声音通过振动隔膜对来自横隔膜的信号进行调制。
在新的触觉显示器件中，该机制将被保留，仍然由电信号引起高分子隔膜的运动。在三层的显示器中，顶层由高分子膜构成，其工作与驻极体麦克风相反。电信号被逐个像素地发送到高分子膜，隔膜通过稍微升起而作出响应。中层膜将让使各个像素的嵌入电极能被顶层寻址。底层的显示将支撑一个用户能够用手指而不是鼠标按图标、按钮和其它图形屏幕单元的触摸屏。配套软件也将结合听觉反馈功能，以便于图形和图表的导航。
材料科学家Kretzschmar对该项目的贡献在于合成一种称为Janus的(源于罗马神像Janus)纳米珠，这种纳米珠的两半分别由不同的材料组成，以覆盖在触觉显示器的表面上。通过利用微小的Janus粒子电极来覆盖带电的高分子膜，他的团队希望当触摸一个触觉像素时能够加速其运动，从而使一个人能够更容易地感觉图像。
完成这个研究项目至少需要三年时间，对其有所贡献的研究人员包括：纽约城市大学的研究员级教授Vivien Tartter；巴鲁大学弱视人计算机中心总监Karen Gourgey；西北大学电子工程教授Thrasos Pappas；以及大学园的马里兰大学教授Leigh Abts。
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