A lo largo de los últimos años, el mundo entero se ha rendido a los pies de los dispositivos multi-touch. Pero las interfaz de usuario actuales tienen algunos inconvenientes: las pantallas táctiles como las del iPhone y las del próximo lector electrónico de Plastic Logic sólo reaccionan al tacto del dedo, pero no reconocen los lápices (stylus) o incluso nuestra propia mano si nos ponemos guantes. Otras pantallas, como la Surface de Microsoft y las pantallas tamaño pared de Perceptive Pixel, son rígidas, relativamente caras y, en la actualidad, bastante voluminosas.

Sin embargo, una nueva investigación en la Universidad de Nueva York (Estados Unidos) apunta hacia la fabricación de dispositivos multi-touch económicos y flexibles, y que se pueden usar tanto con la mano como con objetos. Esta tecnología, llamada Dispositivos de Presión Multi-Touch a Bajo Coste (IMPAD, del inglés Inexpensive Multi-Touch Pressure Acquisition Devices), se puede fabricar con el grosor de una hoja de papel, o agrandarse hasta cubrir una mesa entera o una pared. Los investigadores presentarán el IMPAD la semana próxima dentro de la conferencia Computer Human Interaction en Boston.

El iPhone captura la información táctil mediante los cambios de la capacidad eléctrica cuando un dedo u otro objeto conductor entra en contacto con la pantalla. Las pantallas de superficie usan cámaras para medir la posición de los objetos sobre la superficie del tablero. Las pantallas de Perceptive Pixel también usan cámaras, pero de forma distinta. Esas cámaras se usan para seguir el rastro de la luz infraroja mientras se dispersa en presencia de un dedo o lápiz (stylus). Aunque las pantallas táctiles de Perceptive Pixel recaban la información mediante la presión que se ejerce sobre ellas, no resulta práctico usar cámaras para dispositivos más pequeños o táctiles. IMPAD usa un método distinto, ya que mide los cambios en la resistencia eléctrica que se producen cuando una persona o un objeto ejerce distintos tipos de presión sobre una superficie especialmente diseñada para ello, fabricada a partir de sólo unas cuantas capas de material.

“Uno de los problemas endémicos de los sensores multi-touch es que... o bien lo estás tocando o no,” explica Ken Perlin, profesor de estudios mediáticos en NYU. “Una cantidad importante de información potencialmente útil se desperdicia porque el sensor no capta sutilezas dentro del movimiento.” Pero con una superficie táctil sensible a la presión, cualquier dispositivo sería capaz de medir la fuerza con la que se realiza la presión, y esto abriría una nueva dimensión en el campo de la interfaz de usuario. Los investigadores han demostrado que su superficie táctil sensible a la presión se puede usar para diseñar aplicaciones de escultura y pintura virtuales, así como para simular un ratón y los clicks con el botón izquierdo, el derecho, arrastrar objetos, así como para instrumentos musicales como el teclado de un piano. (Ver video.)

El hardware del que se compone el prototipo usado en la demostración es relativamente sencillo, segúin explica Ilya Rosenberg, investigador graduado y autor principal del estudio sobre el IMPAD. Está fabricado condos hojas de plástico, de unos 20 por 25 centímetros, y cada una contiene filas paralelas de electrodos, con medio centímetro de espacio entre ellas. Las hojas están dispuestas de tal modo que los electrodos se cruzan, creando una rejilla; cada intersección es, esencialmente, un sensor de presión. Resulta crucial el hecho de que ambas hojas estén cubiertas con una capa de tinta que actúa como resistencia y es sensible a la fuerza, llamada FSR (del inglés force sensitive resistor), un tipo de tinta que tiene bultos microscópicos en su superficie. Cuando se ejerce presión sobre una superficie cubierta con esta tinta, los bultos se mueven a la vez y se tocan, conduciendo la electricidad. “Cuanto más fuerte presiones, se produce más conducción” señala Rosenberg.

La tinta FSR se ha usado durante décadas, principalmente en instrumentos musicales como teclados o percusión electrónica, según afirma Rosenberg. A la hora de fabricar la superficie táctil, los investigadores debieron asegurarse de que dicha superficie pudiera detectar el lugar exacto del dedo incluso con los sensores separados medio centímetro entre sí, algo que los diseñadores de instrumentos electrónicos nunca tuvieron que tener en cuenta.

Para los investigadores, lo ideal era poder tomar medidas con resoluciones de hasta 100 puntos por pulgada cuadrada, pero no deseaban las complicaciones y el elevado coste que suponía cablear un número tan elevado de sensores. Así que desarrollaron un algoritmo que tenía en cuenta los datos procedentes de cada intersección de electrodos e interpolaba la posición de un objeto, incluso uno tan pequeño como la punta de un lapicero. También les permitía distinguir entre dos dedos presionando uno al lado de otro. Los datos que genera la superficie se envían a un ordenador, que traza un plano de la intensidad y localización del punto de presión. En la actualidad, los datos procedentes de la superficie táctil se pueden recoger con una frecuencia de 50 a 200 veces por segundo.

La simplicidad y la alta resolución de la superficie es uno de los logros principales de los investigadores, tal y como explica Patrick Baudisch, investigador en el Instituto Hasso Plattner (Alemania) y en Microsoft Research. En la actualidad, Baudish colabora con el grupo de Perlin en el projecto del IMPAD. “Esta superficie genera una imagen detallada de los puntos de presión, pero sólo contiene 20 conectores más o menos” comenta. “Esto puede no parecer importante, pero hace que sea posible usar esta tecnología en dispositivos de muy pequeño tamaño como nuestro nanoTouch,” una pantalla del tamaño de una tarjeta de crédito que tiene sensibilidad táctil en la parte posterior y en los laterales.

Bill Buxton, investigador principal en Microsoft, comenta que el trabajo realizado en NYU es “interesante y distinto a los demás por un gran número de motivos,” entre los que se incluyen su capacidad para detectar más de un dedo o un lápiz. “Puedes usar el objeto que mejor se adapte a la tarea a realizar,” señala. Por otro lado, y aunque el prototipo es una superficie opaca, el concepto se podría aplicar fácilmente a una próxima generación de dispositivos flexibles, ya que la tinta y los electrodos se pueden fabricar transparentes.

Jeff Han, de Perceptive Pixel, coincide en afirmar que la captura de información relativa a la fuerza con la que se presiona una pantalla es una parte importante de cualquier interfaz táctil. Sin embargo, señala que es difícil integrar un sensor de ese tipo en una pantalla de alta fidelidad. Hacer que la interfaz táctil y la pantalla se combinen resulta, a día de hoy, un reto.

Perlin piensa que este tipo de tecnología podría reemplazar a las pantallas táctiles basadas en capacidad eléctrica, especialmente las de los teléfonos móviles. Las camas de hospital y las sillas de ruedas también podrían equiparse con pantallas IMPAD para indicar puntos en los que la presión pueda estar provocando dolor. Los materiales de construcción podrían usar esta tecnología para controlar puntos de estrés en edificios, y podrían diseñarse capas que imitaran la piel para su uso en robots sensibles al tacto.

Los investigadores se encuentran en fase de formación de una compañía destinada a probar las aplicaciones comerciales de esta tecnología.