【弱点克服!?】光で画面の一部が盛り上がる「新・触覚ディスプレイ」を開発 (2/2)

光で動くピクセルの仕組みが「人が感じ取れる画面」をつくる

新ディスプレイの中核は、論文でオプトタクタイル・ピクセル（optotactile pixels）と呼ばれるミリメートルサイズの小さなセルです。

構造は意外と素朴で、ピクセル内部に空気を閉じ込めた空洞があり、その上に薄いグラファイト膜が張られています。

ここに短いレーザー光のパルスを当てると、グラファイト膜が光を吸収して急速に温まります。

すると内部の空気も加熱されて膨張し、その圧力で膜が外側へ押し出され、表面がふくらむのです。

盛り上がりは最大で約1ミリメートルに達し、指で触れると十分に分かります。

この仕組みは、光を受けた材料が温まり、気体が膨張して動きになるという、比較的単純な物理現象を上手く利用しています。

さらに注目すべきはスピードです。

ピクセルの応答時間はおよそ2〜100ミリ秒で、触覚として時間的にキレのある刺激になります。

研究者の説明では、単なる「ずっと出っ張ったボタン」というより、指先に短い触覚パルスが返ってくる感覚に近いとされています。

では、たくさんのピクセルをどうやって動かすのでしょうか。

この方式では、光が「電力」と「指示」の役割を同時に担います。

つまり、ピクセルごとに配線や駆動回路を埋め込む必要がありません。

その代わりに、レーザーを高速に走査する仕組み自体は別途必要で、走査された光が順にピクセルを照らすことで、輪郭や動く形、文字のような動的パターンを作れます。

性能面では、研究チームは最大1511個のピクセルを個別に制御できる装置を示しました。

同程度の変位量と応答速度を持つ従来の触覚ディスプレイと比べても、より多くのピクセルを扱える点が強調されています。

そして、この研究が丁寧なのは「動くこと」を示すだけで終わらず、人間の触覚として成立するかを知覚実験で確かめている点です。

報告によれば、参加者は触覚だけを頼りに、点として提示された刺激の位置をミリメートル精度で言い当てられました。

また、動く図形や、空間・時間のパターンの違いも識別できたとされています。

つまりこの装置は、単発の“押した感”にとどまらず、時間とともに変化する触覚情報を比較的忠実に再現できる可能性を示しています。

一方で、現時点でできないこともあり、発熱の扱い、耐久性の確保、そして私たちが見慣れたディスプレイのような数百万ピクセル級へ解像度を伸ばす点が課題として挙げられています。

現段階では、実用化の完成形というより「こうすれば光で高精細な触覚表示ができる」という土台を示した段階だと捉えるとよいでしょう。

それでも、研究チームは拡張の方向性を具体的に語っています。

車載タッチスクリーンで物理操作に近い手応えを作ること、触って理解できる電子書籍の図版など、応用のイメージは広がっています。

「見るだけの画面」に、必要なときだけ“触れる形”を生み出す発想が、タッチ操作の弱点を埋める次の一手になるかもしれません。