從看見到觸摸：光觸覺顯示如何改寫人機互動的未來
科技產業資訊室(iKnow) - 廖雅韻 發表於 2025年12月18日
圖、從看見到觸摸：光觸覺顯示如何改寫人機互動的未來
近年來，顯示技術的發展突飛猛進，從超高解析度（Ultra High-Definition, UHD）影像到即時光線追蹤（Real-Time Ray Tracing）所構築的沉浸式虛擬世界，人類的視覺體驗已被推向前所未有的高度。然而，在所有的數位進展中，一項關鍵的人類感官「觸覺」卻始終缺席。無論是手機、平板或電腦螢幕，本質上仍只是平坦的玻璃表面，使用者只能透過視覺理解內容，卻無法真正「觸摸」數位世界的形狀與紋理。將影像轉化為可被手指感知的實體感受，長期以來一直停留在科幻想像之中。
美國加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）研究團隊近期於《Science Robotics》期刊發表的「光觸覺顯示」（Optotactile Display）技術，正為這項長久以來的限制帶來突破。透過這項創新設計，螢幕上的像素不再只是發光的平面元素，而能在需要時向外隆起，形成可被觸摸的實體凸點。使用者不僅能「看見」影像，也能以手指直接感受到其形狀、輪廓與動態，為人機互動開啟全新的感官層次。
光觸覺顯示的核心在於「光觸覺像素」（Optotactile Pixels）的設計。每一個像素皆為微共振腔結構（Microcavity Structure），上方覆蓋可彈性變形的薄膜，內部封存空氣與黑色石墨吸光層。當精準控制的雷射光照射至特定像素時，石墨層會快速吸收光能並升溫，使共振腔內空氣瞬間膨脹，進而推動薄膜向外隆起，形成約一毫米高、足以被人類指尖清楚感知的觸覺凸點。由於像素同時具備顯示功能，視覺與觸覺得以同步呈現。
相較於傳統仰賴複雜電子致動元件的觸覺顯示方式，光觸覺顯示幾乎完全以雷射光束完成能量供應與像素控制，使整體結構更為簡潔，也具備良好的擴展潛力。研究團隊目前已成功製作超過1,500個可獨立控制的像素陣列，顯示面積約為15 × 15公分，其反應時間介於2至100毫秒之間，足以呈現連續且流暢的動態觸覺效果，甚至可讓凸點在螢幕上「移動」，進一步傳遞方向性與時間序列等資訊。
若此技術未來成熟並進入實際應用，預期將在教育、無障礙學習、汽車介面以及公共互動系統等領域產生深遠影響。視覺受限者可透過觸覺探索圖表與地形結構，駕駛者亦能在降低視覺負擔的情況下操作控制介面，提升使用安全與直覺性。然而，散熱管理、材料耐久性，以及高解析度量產能力，仍是光觸覺顯示邁向商用前必須克服的關鍵挑戰。
儘管仍面臨技術門檻，研究團隊對光觸覺顯示的未來發展抱持高度期待。隨著光學控制精度、柔性材料以及顯示製程技術的持續進步，這項技術有望逐步走出實驗室，成為未來日常顯示裝置的一部分。當螢幕不再只是用來觀看的窗口，而能被真正「觸摸」，人類與數位世界的互動方式，也將迎來一次關鍵性的轉變。(999字；圖1)
參考資料：
Shape-shifting screen pushes pixels out to meet your fingertips. New Atlas, 2025/12/15
UCSB Researchers Invent Displays that Let You Feel What You See. UCSB, 2025/10/30
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述，僅為提供更多訊息，也不構成任何投資建議。
2.著作權所有，非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載，本中心保留一切法律追訴權利。
|