Ao alcance dos dedos

2008/01/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Teknologia
• Hardwarea

Cantos botóns e teclas pulsamos ao día? A resposta dependerá do traballo que realices e do modo de vida que leves. Pero nesta sociedade haberá poucos que non pulsen todos os días algún botón.

Os botóns non teñen misterios especiais. Sempre están no mesmo lugar e cada un ten una función determinada. Dun modo ou outro, ao pulsar o botón activaremos algo que leve a cabo esta función; algo que está detrás do botón. En moitos casos, ademais, veremos nunha pantalla o que conseguimos con este botón. No caso das pantallas táctiles, pola contra, débese actuar sobre a propia pantalla. Non teñen botón nin tecla, só una superficie. Pero, como sabe una pantalla táctil onde colocamos o dedo? Que hai detrás desta pantalla?

Nun toque

Pois non por detrás, a clave está no sistema máis antigo de pantallas táctiles. O sistema de infravermellos é o máis antigo e quizais o máis fácil de entender. Nos bordos da pantalla hai emisores e receptores formando una rede. É dicir, en dous lados consecutivos --vertical e horizontal- hai diodos emisores de luz infravermella con receptores enfrontados. Así, os raios de infravermellos horizontais e verticais forman una rede na superficie da pantalla. E cando o dedo ou calquera outro obxecto toca a pantalla curta polo menos un raio horizontal e una vertical. O computador só ten que detectar os raios que se romperon paira saber onde tocaron.

O sistema é moi simple e non escurece en absoluto a pantalla, polo que non afecta á calidade da imaxe. Estas e as vantaxes deste sistema son ter pantallas moi permanentes. Pero son caros, ocupan moito volume e non soportan nada a sucidade. E son moi sensibles ás pulsaciones falsas: se una mosca colocásese sobre a pantalla, por exemplo, consideraríana como una pulsación.

Na actualidade existen outras moitas tecnoloxías paira a construción de pantallas táctiles. O tres máis utilizados son as pantallas táctiles resistivas, capacitivas e de onda acústica superficial (SAW).

O tres máis utilizadas son as pantallas resistivas de contacto. Están formadas por dúas capas principais: sobre unha lámina ríxida --como o vidro - presentan outra lámina flexible --poliésterra--. Dous ferros presentan un revestimento metálico transparente --xeralmente de indio e de óxido de estaño (ITO)- pola súa banda interior e están separadas por uns puntos illantes, deixando un pequeno oco entre dúas láminas. Ao longo destes recubrimientos metálicos aplícase a corrente eléctrica. Ao presionar o ferro superior flexible os dous recubrimientos condutores quedan en contacto, o que provoca un cambio na corrente eléctrica. Así, un controlador electrónico que mide o cambio de resistencia converte este cambio en coordenadas x e e.

Ademais do dedo, pódese utilizar calquera obxecto paira accionar a pantalla, pero os obxectos duros e afiados poden danar o recubrimiento do ferro superior flexible. Estas pantallas tamén ven afectadas pola luz ultravioleta e perden flexibilidade e transparencia. Ademais, son resistentes ao po e á auga, son baratos e fiables. Así, na actualidade son moi utilizados en aplicacións industriais, comercios, PDAs e outros dispositivos electrónicos.

A colocación de varias capas sobre a pantalla reduce a luminosidade e por suposto afecta directamente á calidade da imaxe. Isto débese a que se perde un 25% da luminosidade da pantalla. Nas pantallas táctiles capacitivas transmítese o 90% da luz. Estas pantallas teñen una única capa adicional. Sobre o cristal da pantalla hai un recubrimiento metálico transparente que ten a capacidade de almacenar directamente a carga eléctrica (capacitancia). Ao tocar o usuario co dedo a pantalla, parte da carga é asumida polo usuario, diminuíndo a carga da capa capacitiva. Este cambio de carga mídese a través duns circuítos electrónicos situados nas catro esquinas e, a partir da diferenza de carga relativa de cada bordo, o computador calcula onde se produciu o contacto.

Neste caso é necesario tocar co dedo espido ou ser condutor si utilízase un lapis. Como xa se comentou, as pantallas capacitivas ofrecen una gran luminosidade e non ven afectadas por elementos externos. Con todo, o procesado de sinais require una electrónica bastante complexa que encarece estas pantallas.

Finalmente, as pantallas de onda acústica superficial utilizan un sistema similar ao de infravermellos, pero en lugar de utilizar a luz infravermella, transmítense ultrasonidos na superficie da pantalla. Un transductor emite una onda acústica horizontal e outro vertical. Estas dúas ondas reflíctense en reflectores acústicos paira distribuílas por toda a superficie da pantalla. As ondas non se emiten de forma continua, senón a pulso, e son detectadas por algúns sensores. Cando se interpón un dedo, absorbe a enerxía das ondas e estas debilítanse. Así, ao detectar as ondas atenuadas polos sensores, o computador calcula as coordenadas do punto afectado. Ademais, pode calcular z ademais das coordenadas x e e. E é que canto maior é a presión, máis enerxía absorbe o dedo.

Estas pantallas son as máis modernas e custosas das que vimos. Tamén as que dan a imaxe máis clara. Non hai ningunha capa sobre a pantalla, polo que non se perde ningunha luminosidade. E ao carecer de cobertura, tampouco existe risco de danos. Doutra banda, utilizaranse dedos ou lapis brandos. Os obxectos finos e duros, como os lapis fortes, non serven. E non soportan ben a sucidade, o po e a auga.

A maioría das pantallas que se utilizan actualmente son destes tres tipos. Pero a tecnoloxía do contacto non termina aí. Nos últimos anos avanzaron moito e o tacto está a cobrar forza no mundo das novas tecnoloxías.

Dez dedos

"Cos computadores actuais parece que todos somos Napoleón e coa man esquerda metida na camisa, pero moitas cousas fanse moito mellor coas dúas mans. As pantallas táctiles son unha ponte entre o mundo virtual e o físico". Son palabras de Bill Buxton, o pai das pantallas multitáctiles.

Até hai pouco as pantallas táctiles podían detectar una soa pulsación. Á fin e ao cabo, en lugar de facer clic cun rato, ofrecían facer clic directamente co dedo. Nas pantallas multitáctiles pode haber máis dun dedo ao mesmo tempo, máis dunha man ou máis dunha persoa.

A investigación e desenvolvemento das tecnoloxías da diversidade táctil comezou nos anos 80. Pero o ano pasado, no congreso TED 2006, o investigador Jeff Han da Universidade de Nova York sorprendeu a todos ao presentar a súa propia pantalla. Na súa pantalla mostraba e manipulaba imaxes, coma se realmente tocase coas mans, mentres dicía "de feito, deberiamos manexalas así"; e debuxaba liñas con varios dedos, manexaba os teclados virtuais que aparecían na pantalla, collía una imaxe de satélite e movíaa, amplíaa, puñámola en tres dimensións, o zoom… todo coas súas mans.

A idea de desenvolver esta tecnoloxía veulle cun vaso de auga. Deuse conta de que nos puntos de contacto da man co bosque a luz reflectíase de maneira diferente. E lembrou que nas fibras ópticas a luz transpórtase rebotando nas paredes interiores da fibra ata que salgue do extremo que pode estar a varios quilómetros. Este fenómeno denomínase reflexión interna completa.

Así, si nunha superficie de vidro fixésese transportar a luz, como na fibra óptica, e algo, como un dedo, impedíseo, como no bosque, a luz non seguiría rebotando: una parte absorberíao o dedo e outra parte reflectiríao cara a fóra. Pois ese é o mecanismo que utilizou Han (toda a reflexión interna obstruida) paira desenvolver a súa pantalla táctil.

Colocou diodos LED nun lado a unha táboa de acrílico e montou una cámara de infravermellos detrás do taboleiro. Así, ao colocar un dedo na táboa que ten a luz no seu interior, a luz que salgue ao exterior reflectida é capturada pola cámara, de forma pixelada. Ademais, canto maior é a presión co dedo, máis información capta a cámara. A pantalla de Han converte o tacto en luz. E por último, mediante un software mídense e dan coordenadas as formas e tamaños detectados pola cámara.

Grazas a este sinxelo e eficaz mecanismo pódense construír pantallas de diferentes tamaños e aplicacións: lousas interactivas, mesas, muros dixitais, etc. Paira iso creou a empresa Perceptive Pixel.

Pero as grandes empresas de novas tecnoloxías tampouco están durmidas. Microsoft presentou en maio de 2007 a mesa Microsoft Surface, de tecnoloxía moi parecida, que ten previsto comercializar na primavera de 2008. A superficie desta mesa é una pantalla na que se poden manipular coas mans imaxes, mapas, etc. E tamén ten a capacidade de coñecer os obxectos que se colocan encima. Así, por exemplo, paira descargar fotos dunha cámara dixital con wifi bastaría con deixar a cámara sobre a mesa. O mesmo cos móbiles...

E precisamente nos móbiles, Apple lanzou a súa propia tecnoloxía multitáctil. O i-phone é un móbil de última xeración que conta, entre outras cousas, cunha pantalla táctil, como a versión i-pod touch do exitoso reprodutor de mp3 da propia empresa.

Parece que estamos nunha película de ciencia ficción, controlando as máquinas só con movemento de mans. Acórdasche de Tom Cruise en Minority Report? Pois a tecnoloxía do contacto está a chegar a algo parecido. E si, todo isto é real.