视障者福音：新研发触感显示器　图片摸得到

曾联手发明驻极体麦克风(electret microphone)的电子工程师，最近再度合作开发出全球首款供视障者使用的图形化触感(haptic)显示器。研发这种显示器的工程师之一是James West，他曾获得美国最高荣誉──美国国家科技奖章(National Medal of Technology)；West得奖的原因是利用驻极体的充电高分子薄膜(charged polymer film)，把运动转换为电气讯号。  

而在由这项由美国国家科学基金会(NSF)所赞助的触感显示器(haptic-display)计画中，West则是把他获奖的概念倒转，反过来把讯号发送到具备电活性(electro-active)的聚合物上；这些讯号是聚合物表面运动的反应。研究人员希望他们的研发成果能让视障者透过手指触摸，来感觉图形图桉的显示。  

这项名为「用于弱视及盲人的动态触觉介面(A Dynamic Tactile Interface for Visually Impaired and Blind People)」的研究计画，领导人是来自美国纽约City College的工程系教授Ilona Kretzschmar；她表示想要：「开发一种可行的动态触觉介面，因而让图形及画面资讯，透过触觉而非视觉的方式被即时呈现。」  

现在市面上供视障者使用的显示器非常昂贵，受限于文字的呈现又缺乏完整的触控式萤幕。而由Kretzschmar、West与其他研究团队成员所设计的触感显示器，将整合一个触控式萤幕，让使用者能够按压萤幕的各个区域，以启动他们可感觉得到的选单及图示。  

由于能够显示图像资讯、并透过触控来启动它们，未来视障者也能使用今日的电脑上的各种图片资讯。「弱视或是全盲的视障者可用的资讯量，将因此大幅成长。」Kretzschmar表示。  

充电高分子薄膜  

1962年，West和Gerhard Sessler在贝尔实验室(Bell Labs)发明了驻极体麦克风。他们的发明重点在于：把永久充电的高分子薄膜添加到电容器麦克风中做为横膈膜，因此免除了对充电电源的需求。因为做为电容器极板(plate)之一的高分子薄膜被永久地充电，声音就可透过膜的振动，对来自横隔膜的讯号进行调变。  

在新发明的触感显示器中，上述的机制将被保留，仍然由电器讯号引起高分子隔膜的运动。该种显示器有三层，顶层是由高分子薄膜构成，其工作方式与驻极体麦克风相反，电气讯号被逐个像素地发送到高分子薄膜，而隔膜则会稍微升起，以做为回应。  

中层薄膜能使各个像素的嵌入电极能被顶层寻址；至于底层的显示将支撑一个触控式萤幕，让使用者能用手指而不是滑鼠来按图示、按钮和其他萤幕上的图标。而与该显示器搭配的软体，也将结合音讯的功能来简单导览萤幕上的图示与图表。  

身为材料科学专家的Kretzschmar对该计画的贡献，则在于合成了一种名为Janus (罗马神话人物)的奈米珠(nanoscale beads)，这种奈米珠的两半分别由不同的材料组成，以覆盖在触感显示器的表面上；透过利用微小的Janus粒子电极来覆盖具电活性的高分子薄膜，研究团队希望当触控一个触觉像素时，能够加速其运动，因而让使用者能够更容易地感觉图像。  

这项研究计画预计至少需要三年时间才能完成，参与的研究人员包括：纽约City College教授Vivien Tartter、Baruch College视障者电脑中心总监Karen Gourgey、西北大学(Northwestern University)电子工程教授Thrasos Pappas；以及马里兰大学(University of Maryland)教授Leigh Abts。