Al alcance de los dedos
2008/01/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Los botones no tienen misterios especiales. Siempre están en el mismo lugar y cada uno tiene una función determinada. De un modo u otro, al pulsar el botón activaremos algo que lleve a cabo esta función; algo que está detrás del botón. En muchos casos, además, veremos en una pantalla lo que hemos conseguido con este botón. En el caso de las pantallas táctiles, por el contrario, se debe actuar sobre la propia pantalla. No tienen botón ni tecla, sólo una superficie. Pero, ¿cómo sabe una pantalla táctil dónde hemos colocado el dedo? ¿Qué hay detrás de esta pantalla?
En un toque
Pues no por detrás, la clave está en el sistema más antiguo de pantallas táctiles. El sistema de infrarrojos es el más antiguo y quizás el más fácil de entender. En los bordes de la pantalla hay emisores y receptores formando una red. Es decir, en dos lados consecutivos --vertical y horizontal- hay diodos emisores de luz infrarroja con receptores enfrentados. Así, los rayos de infrarrojos horizontales y verticales forman una red en la superficie de la pantalla. Y cuando el dedo o cualquier otro objeto toca la pantalla corta al menos un rayo horizontal y una vertical. El ordenador sólo tiene que detectar los rayos que se han roto para saber dónde han tocado.
El sistema es muy simple y no oscurece en absoluto la pantalla, por lo que no afecta a la calidad de la imagen. Estas y las ventajas de este sistema son tener pantallas muy permanentes. Pero son caros, ocupan mucho volumen y no soportan nada la suciedad. Y son muy sensibles a las pulsaciones falsas: si una mosca se colocara sobre la pantalla, por ejemplo, la considerarían como una pulsación.
En la actualidad existen otras muchas tecnologías para la construcción de pantallas táctiles. Los tres más utilizados son las pantallas táctiles resistivas, capacitivas y de onda acústica superficial (SAW).
Las tres más utilizadas son las pantallas resistivas de contacto. Están formadas por dos capas principales: sobre una lámina rígida --como el vidrio - presentan otra lámina flexible --poliésterra--. Dos planchas presentan un revestimiento metálico transparente --generalmente de indio y de óxido de estaño (ITO)- por su parte interior y están separadas por unos puntos aislantes, dejando un pequeño hueco entre dos láminas. A lo largo de estos recubrimientos metálicos se aplica la corriente eléctrica. Al presionar la plancha superior flexible los dos recubrimientos conductores quedan en contacto, lo que provoca un cambio en la corriente eléctrica. Así, un controlador electrónico que mide el cambio de resistencia convierte este cambio en coordenadas x e y.
Además del dedo, se puede utilizar cualquier objeto para accionar la pantalla, pero los objetos duros y afilados pueden dañar el recubrimiento de la plancha superior flexible. Estas pantallas también se ven afectadas por la luz ultravioleta y pierden flexibilidad y transparencia. Además, son resistentes al polvo y al agua, son baratos y fiables. Así, en la actualidad son muy utilizados en aplicaciones industriales, comercios, PDAs y otros dispositivos electrónicos.
En este caso es necesario tocar con el dedo desnudo o ser conductor si se utiliza un lápiz. Como ya se ha comentado, las pantallas capacitivas ofrecen una gran luminosidad y no se ven afectadas por elementos externos. Sin embargo, el procesado de señales requiere una electrónica bastante compleja que encarece estas pantallas.
Finalmente, las pantallas de onda acústica superficial utilizan un sistema similar al de infrarrojos, pero en lugar de utilizar la luz infrarroja, se transmiten ultrasonidos en la superficie de la pantalla. Un transductor emite una onda acústica horizontal y otro vertical. Estas dos ondas se reflejan en reflectores acústicos para distribuirlas por toda la superficie de la pantalla. Las ondas no se emiten de forma continua, sino a pulso, y son detectadas por algunos sensores. Cuando se interpone un dedo, absorbe la energía de las ondas y éstas se debilitan. Así, al detectar las ondas atenuadas por los sensores, el ordenador calcula las coordenadas del punto afectado. Además, puede calcular z además de las coordenadas x e y. Y es que cuanto mayor es la presión, más energía absorbe el dedo.
Estas pantallas son las más modernas y costosas de las que hemos visto. También las que dan la imagen más clara. No hay ninguna capa sobre la pantalla, por lo que no se pierde ninguna luminosidad. Y al carecer de cobertura, tampoco existe riesgo de daños. Por otro lado, se utilizarán dedos o lápices blandos. Los objetos finos y duros, como los lápices fuertes, no sirven. Y no soportan bien la suciedad, el polvo y el agua.
La mayoría de las pantallas que se utilizan actualmente son de estos tres tipos. Pero la tecnología del contacto no termina ahí. En los últimos años han avanzado mucho y el tacto está cobrando fuerza en el mundo de las nuevas tecnologías.
Diez dedos
"Con los ordenadores actuales parece que todos somos Napoleón y con la mano izquierda metida en la camisa, pero muchas cosas se hacen mucho mejor con las dos manos. Las pantallas táctiles son un puente entre el mundo virtual y el físico". Son palabras de Bill Buxton, el padre de las pantallas multitáctiles.
Hasta hace poco las pantallas táctiles podían detectar una sola pulsación. Al fin y al cabo, en lugar de hacer clic con un ratón, ofrecían hacer clic directamente con el dedo. En las pantallas multitáctiles puede haber más de un dedo al mismo tiempo, más de una mano o más de una persona.
La investigación y desarrollo de las tecnologías de la diversidad táctil comenzó en los años 80. Pero el año pasado, en el congreso TED 2006, el investigador Jeff Han de la Universidad de Nueva York sorprendió a todos al presentar su propia pantalla. En su pantalla mostraba y manipulaba imágenes, como si realmente tocara con las manos, mientras decía "de hecho, deberíamos manejarlas así"; y dibujaba líneas con varios dedos, manejaba los teclados virtuales que aparecían en la pantalla, cogía una imagen de satélite y la movía, la amplía, la poníamos en tres dimensiones, el zoom… todo con sus manos.
La idea de desarrollar esta tecnología le vino con un vaso de agua. Se dio cuenta de que en los puntos de contacto de la mano con el bosque la luz se reflejaba de manera diferente. Y recordó que en las fibras ópticas la luz se transporta rebotando en las paredes interiores de la fibra hasta que sale del extremo que puede estar a varios kilómetros. Este fenómeno se denomina reflexión interna completa.
Así, si en una superficie de vidrio se hiciera transportar la luz, como en la fibra óptica, y algo, como un dedo, lo impidiera, como en el bosque, la luz no seguiría rebotando: una parte lo absorbería el dedo y otra parte lo reflejaría hacia fuera. Pues ese es el mecanismo que utilizó Han (toda la reflexión interna obstruida) para desarrollar su pantalla táctil.
Colocó diodos LED en un lado a una tabla de acrílico y montó una cámara de infrarrojos detrás del tablero. Así, al colocar un dedo en la tabla que tiene la luz en su interior, la luz que sale al exterior reflejada es capturada por la cámara, de forma pixelada. Además, cuanto mayor es la presión con el dedo, más información capta la cámara. La pantalla de Han convierte el tacto en luz. Y por último, mediante un software se miden y dan coordenadas las formas y tamaños detectados por la cámara.
Gracias a este sencillo y eficaz mecanismo se pueden construir pantallas de diferentes tamaños y aplicaciones: pizarras interactivas, mesas, muros digitales, etc. Para ello ha creado la empresa Perceptive Pixel.
Pero las grandes empresas de nuevas tecnologías tampoco están dormidas. Microsoft presentó en mayo de 2007 la mesa Microsoft Surface, de tecnología muy parecida, que tiene previsto comercializar en primavera de 2008. La superficie de esta mesa es una pantalla en la que se pueden manipular con las manos imágenes, mapas, etc. Y también tiene la capacidad de conocer los objetos que se colocan encima. Así, por ejemplo, para descargar fotos de una cámara digital con wifi bastaría con dejar la cámara sobre la mesa. Lo mismo con los móviles...
Y precisamente en los móviles, Apple ha lanzado su propia tecnología multitáctil. El i-phone es un móvil de última generación que cuenta, entre otras cosas, con una pantalla táctil, como la versión i-pod touch del exitoso reproductor de mp3 de la propia empresa.
Parece que estamos en una película de ciencia ficción, controlando las máquinas sólo con movimiento de manos. ¿Te acuerdas de Tom Cruise en Minority Report? Pues la tecnología del contacto está llegando a algo parecido. Y sí, todo esto es real.
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