未来的手机屏幕可能会很柔软

未来的在线末日卷轴游戏有朝一日可能会为其点击和滑动功能增加一个新的物理维度。巴斯大学的研究人员最近开发出一种新的“可变形”硅胶触摸屏，当用户对其施加不同程度的力度时，其形状和硬度都会改变。在美国计算机协会发表的一篇论文中，他们将这种屏幕称为“DeformIO”，它使用气动技术和传感器来记录手指施加的压力水平，然后物理地折叠起来。虽然这种可弯曲屏幕仍处于起步阶段，但参与开发的研究人员表示，有朝一日它可以为移动设备增加一个新的输入层，用于各种各样的使用任务，从在数字地图之间导航到玩游戏以及虚拟“感受”产品的硬度。

“尽管 DeformIO 不是第一款可变形屏幕，但它是第一款利用气动和电阻传感技术的屏幕，”巴斯大学计算机科学教授兼研究主要作者 James Nash 说道。“换句话说，DeformIO 让用户在按压弹性表面时感受到更丰富、更具触感和更自然的反馈。”

可变形屏幕是如何工作的？

过去，人们尝试创建触觉、压力响应屏幕，主要依靠可重新配置的面板和位于设备表面下方的凸起针脚，当施加压力时，这些针脚会降低。纳什和他的合著者写道，这种外形尺寸具有局限性，因为它会导致屏幕上施加压力的区域与未施加压力的区域之间出现明显的断裂。在这种情况下，DeformIO 可以同时在屏幕的各个部分施加多个力输入。这种新颖的技术意味着用户在屏幕上移动手指时可以体验到连续、不间断的战术响应。这种特殊的屏幕厚 3 毫米，^表面层面积为 140 平方毫米。

屏幕设计的创新是通过利用气动和“电阻传感”相结合来检测各种压力水平而实现的。电阻传感是一种将物理力（即用户手指施加的力）转换为设备可理解的电信号的技术。这些输入允许屏幕的硅表面根据最终用户施加的力的大小动态地在硬和软之间切换。用户可以同时对屏幕的多个区域施加力，研究人员声称这会导致从设备的一部分到另一部分的无缝、连续流动。纳什说，触觉灵活性最终增加了与设备交互的新层次，而不会牺牲当前玻璃触摸屏的可用性和熟悉度。

“它 [DefromIO] 具有与当今玻璃屏幕相同的优势——让你可以通过在表面流畅地移动手指来控制你的设备——但还有一个额外的好处，就是人们能够利用力量在更深层次上与设备进行交互，”纳什说。

可变形屏幕可以为日常计算增添新的维度

如果可变形屏幕真的能应用于大众消费移动设备，那么它们将彻底改变用户与日常使用的应用和服务的互动方式。研究人员设想了这样一种场景：未来配备可变形屏幕的旅行者使用它来在数字地图的各个部分之间导航。在这个例子中，旅行者只需在屏幕上施加更大或更小的压力，就可以在道路地图部分和卫星视图之间快速切换。研究人员认为，同一位旅行者在前往机场的途中，可以使用可变形屏幕技术在手机游戏中向敌人发射投射物。与此同时，应用开发者可以设计软件利用屏幕为删除文件或导航键盘等简单操作添加触觉。

在另一个例子中，研究人员在屏幕上显示了一张床垫的图像，同时还设置了从软到硬的滑块。当滑块被设置在“软方向”的最左边时，屏幕很容易在用户的手指周围变形，模仿软床垫的弹性感觉。当滑块移动到更硬的位置时，设备会变硬，并且更接近当前手机上的平板屏幕。硅屏还可以部署在汽车触摸屏中，为驾驶员提供更多输入，他们无需长时间将视线从道路上移开即可使用。研究人员设想，有朝一日，驾驶员可能会使用屏幕来调节温度控制或实际感受数字地图上的地形数据。

“你可以从地图上获得大量信息，”纳什说。“例如，进入一个城市，你可以立即获得人口统计数据；点击某个商店，你可以根据其硬度水平知道它是否营业。”

“你可以像操作物理对象一样直接操作数字对象，”纳什补充道。

为了测试屏幕，研究人员使用机械臂测量屏幕的表面刚度、力感应精度和触摸感应。机械臂末端附有一个 3D 打印椭圆形，以模仿人类手指。经过这一轮测试后，研究人员请来人类评测人员来分析潜在的用户体验，因为仅靠机器人很难量化这些用户体验。人类测试人员的任务是同时对屏幕上的两个不同点施加压力。该测试表明，用户可以在屏幕上的多个压力点之间无缝移动。同样，测试人员还能够准确识别屏幕的某个部分何时比另一部分更硬或更软。人类能够以不同程度的力和屏幕刚度执行常见的滑动和拖动手势。

新的触摸界面可能会面临更习惯于现有玻璃屏幕的设备用户的抵制。

值得强调的是，巴斯大学研究人员开发的屏幕仍处于原型阶段，至少在未来十年内，它很可能不会出现在普通消费者手中。即使解决了技术和可扩展性问题，目前还不清楚日常手机用户是否会发现可变形屏幕所提供的新用例足以吸引他们放弃久经考验的玻璃触摸屏。可折叠和可滚动屏幕等不太新颖的移动设计界面已经存在多年，但在小众受众之外一直难以获得广泛采用。需要用户将手指伸入果冻状表面的屏幕可能会遭遇类似的命运。可变形屏幕的挑战性也可能使设备制造商目前努力使设备更薄。

巴斯大学计算机科学家 Jason Alexander 教授在一份声明中表示：“我们希望在未来 10 到 20 年内，它所体现的概念能够出现在你的手机中。目前，我们正在探索它可能最适合的应用。”