นักวิจัยจากเยอรมนีและสหรัฐอเมริกา ได้ยกระดับความสามารถของหน้าจอแฮปติก ดิสเพลย์ (Haptic Display) หรือหน้าจอที่ให้สัมผัสผ่านการสั่นหรือสร้างการเคลื่อนไหวตอบโต้กับผู้ใช้งาน เช่น หน้าจอสมาร์ตโฟนที่เราใช้กัน ให้กลายเป็นรูปแบบหน้าจอ 3 มิติ (3D Haptic Display) ที่จำลองการรับประสาทและการสัมผัสของมนุษย์ จุดประกายอุตสาหกรรมสินค้าแบบใหม่และใช้งานทางการแพทย์

ส่วนประกอบหน้าจอ 3 มิติ สุดล้ำ 

หน้าจอ 3 มิติ เกิดจากนักวิจัยได้พัฒนาหุ่นยนต์ขนาดย่อยแล้วมาเรียงต่อกันเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยหุ่นยนต์ย่อยแต่ละตัวเรียกว่า กริด (Grid) จะเรียงตัวแบบ 10 x 10 และกริดแต่ละด้านมีความกว้าง 6 เซนติเมตร สูง 1.4 เซนติเมตร ภายในกริดทุกกริด ประกอบไปด้วยมอเตอร์กระตุ้น (Actuator) แบบพับที่สามารถปรับระดับขึ้นลงได้ มีความละเอียดในการคืนตัวที่ 0.1 มิลลิเมตร อัตราตอบสนองขึ้น-ลงของแต่ละกริดอยู่ที่ 50 รอบต่อวินาที (50 เฮิร์ตซ์, Hz) 

นอกจากนี้ แต่ละกริดยังมีเซนเซอร์แม่เหล็กที่ผลิตจากซิลิโคนเพื่อตรวจจับวัตถุที่ไวต่อวัตถุน้ำหนัก 5 กรัม ขึ้นไป พร้อมยังสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงแรงกดอากาศโดยรอบ และเชื่อมต่อกริดทั้งหมดเข้ากับระบบคอมพิวเตอร์ในการประมวลผล โดยแต่ละกริดสามารถแสดงผลและรับคำสั่งแยกอิสระได้ พร้อมเสริมการทำงานด้วยกล้องสำหรับแยกสีวัตถุและติดตามการเคลื่อนไหวซึ่งติดตั้งนอกพื้นที่หน้าจอ

การทำงานของหน้าจอ 3 มิติ สุดล้ำ

หน้าจอ 3 มิติ ได้ทำหน้าที่เสมือน “กล้ามเนื้อ” จำลอง โดยทีมวิจัยได้สาธิตการทำงานพื้นฐานอย่างการแสดงแรงที่มือมนุษย์กดลงไป การเคลื่อนไหวคล้ายคลื่นน้ำแบบละเอียด การขยับ “กล้ามเนื้อ” ตามการเคลื่อนไหววัตถุกลางอากาศ อีกทั้งยังรองรับการทำงานแบบซับซ้อน เช่น การชั่งน้ำหนักวัตถุที่มีการเพิ่มวัตถุโดยที่แสดงค่าน้ำหนักออกมา การใช้หน้าจอเป็นเหมือนกล้ามเนื้อเพื่อขยับวัตถุไปมาระหว่างกริด ไปจนถึงการแยกแยะวัตถุที่มีความแตกต่างกันไปยังพื้นที่แต่ละส่วนของหน้าจอ

ประโยชน์ของหน้าจอ 3 มิติ สุดล้ำ

แม้ว่าหน้าจอ 3 มิติ จะไม่ได้เป็นเทคโนโลยีใหม่ เพราะเทคโนโลยีที่คล้ายกันนี้ เอ็มไอที มีเดีย แล็บ (MIT Media Lab) หน่วยวิจัยของสถาบันการศึกษาเบอร์ 1 ของโลก ได้คิดค้นมาตั้งแต่ 9 ปี ก่อน ในชื่อว่า อินฟอร์ม (inFORM) ซึ่งเป็นกริดรับประสาทสัมผัสระยะไกล แต่การมาถึงของหน้าจอ 3 มิติ แบบใหม่ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ (University of Colorado Boulder) จากสหรัฐอเมริกา ร่วมกับสถาบันมัคส์ พลังค์เพื่อการวิจัยระบบอัฉริยะ (Max Planck Institute for Intelligent Systems) ในเยอรมนีทำขึ้นมานั้นมีความเร็ว, ลื่นไหล, และนุ่มนวลมากยิ่งขึ้น จะกลายเป็นการเปิดทางการนำหน้าจอแบบนี้ไปใช้จริงเร็วขึ้น

โดยทีมนักวิจัยเชื่อว่า อุตสาหกรรมสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ สามารถนำงานวิจัยชิ้นนี้ไปทำให้หน้าจอ 3 มิติ มีขนาดที่เล็กลงกว่านี้ได้ ซึ่งสามารถสร้างฟีเชอร์การใช้งานที่สมจริงมากขึ้นเมื่อใช้คู่กับแว่นตา AR หรือ VR ทั้งงานบริการหรือความบันเทิง หรือแม้แต่การใช้งานจับหรือทำงานกับสารเคมีอันตรายแทนการใช้มือจริง ๆ 

นอกจากการใช้งานทั่วไปแล้ว ทีมวิจัยให้ความเห็นว่าการนำหน้าจอ 3 มิติ ไปพัฒนาให้เป็นแบบจำลองการผ่าตัดสำหรับนักศึกษาแพทย์ที่สมจริงมากขึ้น เพราะมีการตอบโต้เลียนแบบกล้ามเนื้อได้ หรือการพัฒนาความแม่นยำในการทำงานของหุ่นยนต์ผ่าตัด ตลอดจนย่อส่วนให้เล็กพอจะเลียนแบบการทำงานของกล้ามเนื้อในระบบย่อยอาหาร เช่น กระเพาะทางเดินอาหารได้อีกด้วย

ที่มาข้อมูล IEEE Spetrum

ที่มารูปภาพ University of Colorado Boulder