3D 디스플레이는 디지털 세계에 터치를 가져올 수 있습니다

앤드류 코셀리

모양이 바뀌고 변형될 수 있는 표면을 갖춘 iPad를 상상해 보세요. 3D 디자인을 그리고 화면에서 튀어나오는 하이쿠 시를 만들 수 있으며 심지어 바다에서 파트너의 손을 잡을 수도 있습니다.

이것이 콜로라도 대학교 볼더(University of Colorado Boulder) 연구진의 비전입니다. 국립과학재단(National Science Foundation)이 자금을 지원하고 Nature Communications에 게재된 새로운 연구에서 이 그룹은 카드 테이블에 맞는 독특한 형태 변화 디스플레이를 만들었습니다. 이 장치는 외부 압력을 감지하고 팝업되어 패턴을 만들 수 있는 부드러운 로봇 "근육"의 10x10 격자로 만들어졌습니다. 스크롤되는 텍스트를 생성할 만큼 정확하고 액체로 채워진 화학 비커를 흔들 수 있을 만큼 빠릅니다.

공동 저자인 브라이언 존슨(Brian Johnson)은 “기술이 발전함에 따라 우리는 장거리로 텍스트를 보내기 시작했고, 그다음에는 오디오, 이제는 비디오를 전송했습니다.”라고 말했습니다. "하지만 우리는 아직도 연락이 끊겼어요."

이 프로젝트는 다른 종류의 기술인 합성 장기를 찾는 데서 시작되었습니다. 2017년에 Mark Rentschler 교수가 이끄는 연구원들은 sTISSUE라고 부르는 것을 개발했습니다. 이는 실제 인체 부위처럼 행동하고 느껴지지만 완전히 실리콘 같은 재료로 만들어진 질퍽한 기관입니다.

그러나 해당 기술을 개발하면서 팀은 테이블탑 디스플레이에 대한 아이디어를 얻었습니다. 이 연구는 재료 과학 및 엔지니어링 프로그램의 일부입니다.

다른 연구팀에서도 유사한 스마트 태블릿을 개발했지만 CU Boulder 디스플레이는 더 부드럽고 공간을 훨씬 적게 차지하며 속도도 훨씬 빠릅니다. 각각의 로봇 근육은 초당 50회까지 활성화될 수 있습니다.

다음은 길이와 명확성을 위해 편집된 Rentschler와의 독점 기술 요약 인터뷰입니다.

기술 개요: 셀 수도 없을 만큼 많았을 텐데, 이 기술을 개발하면서 직면했던 가장 큰 기술적 난관은 무엇이었나요?

렌츨러 : 실제로 몇 가지 주요 과제는 이 접근 방식의 기능을 입증하는 데 실제로 도움이 될 수 있는 모든 것을 폼 팩터에 통합하는 것이었습니다. 저는 그것을 1A라고 부르겠습니다. 1B는 실제로 새로운 감지 기능을 개발하고 이를 시스템에 통합하는 것입니다.

기술 개요: 어떻게 작동하는지 아주 간단한 용어로 설명해 주시겠습니까?

렌츨러 : 네 그럼요. 따라서 기본 수준에서 우리는 보드 게임 크기(폭이 2피트 x 2피트) 정도이고 높이는 대략 2~3인치에 불과한 시스템을 보유하고 있습니다. 실제로는 픽셀 배열이므로 10픽셀 x 10픽셀이지만 우리는 이것을 모듈식 시스템으로 설정했습니다. 따라서 각 픽셀 아래에는 함께 쌓여 있는 여러 개의 액추에이터가 있으며 이를 통해 픽셀이 위아래로 움직일 수 있습니다. 그것은 작은 세포입니다. 그 작은 세포는 폭이 대략 2인치 x 2인치입니다. 그 세포는 감지하는 내용과 그 아래에 있는 제어 체계에 따라 위아래로 움직일 수 있습니다. 따라서 그 세포 안에는 위아래로 움직이는 작동 장치가 있고 그 안에 감지 기능도 내장되어 있습니다.

상단 표면에는 자성 입자가 있어서 수직으로 변형되거나 위쪽으로 확장되거나 어떤 것이 아래로 밀려나는 경우 이를 감지할 수 있습니다. 이것이 개별 셀이고 한 행으로 이루어진 행이 있습니다. 따라서 이러한 셀이 한 행으로 1x10 배열된 것이 바로 우리가 모듈로 간주하는 것입니다. 그리고 우리는 종이에 있는 디스플레이에 함께 쌓인 10개의 행 또는 10개의 모듈을 함께 가지고 있습니다.

그리고 부드러운 실리콘 층이 있는데, 그것은 전체에 퍼져 있는 검은색 층입니다. 매우 얇은 시트이지만 연속적인 표면이 될 수 있습니다. 그래서 우리는 연속 매체를 조작할 수 있습니다. 그 중 하나는 그 아래에 있는 보다 개별적인 액추에이터를 사용하여 표면의 액체입니다.

기술 개요 : 이러한 인공 장기를 사용하면 실제 동물 조직을 사용하는 것보다 훨씬 저렴한 비용으로 의료 기기나 수술용 로봇 도구를 개발할 수 있다고 말씀하셨습니다. 그러나 해당 기술을 개발하면서 팀은 테이블탑 디스플레이에 대한 아이디어를 얻었습니다. 탁상용 디스플레이는 어떻게 결정하셨나요?