Ahora que cada vez más smartphones y reproductores de MP3 tienen interfaces con pantallas táctiles, los usuarios se están acostumbrando a interactuar con los aparatos mediante el uso exclusivo de toques y arrastres con los dedos. No obstante, en la planta 11 de un edificio del sur de Manhattan, los investigadores de la Universidad de Nueva York Ilya Rosenberg y Ken Perlin están desarrollando una interfaz que va un paso más allá. Se trata de una delgada superficie que responde precisamente a la presión de no sólo los dedos sino de un amplio rango de objetos, tal y como un pie, un bolígrafo o un palillo de tambor. Y es capaz de sentir varios objetos al mismo tiempo.

La idea para crear este tipo de superficie se le ocurrió a Rosenberg, estudiante de postgrado en NYU, hace unos años cuando se encontraba trabajando en un polímero conductivo denominado como tinta de resistencia sensible a la presión, que a menudo se utiliza en los teclados de música electrónicos. Cuando se aplica presión a la tinta, sus moléculas se reorientan de forma que la resistencia eléctrica se ve modificada, algo que puede medirse de forma fácil. Rosenberg utilizó la tinta en un principio para crear sensores que pudieran incrustarse debajo de los bordes de la pistas de tenis para detectar automáticamente si la pelota entra o sale de los límites, aunque empezó a cuestionarse si lo que tenía entre manos era la base de un buen interfaz multi-touch para ordenadores. Empezó a colaborar con Perlin, un profesor del Laboratorio de Investigación de Medios de NYU, para fabricar superficies táctiles sensibles a la presión que pudieran reemplazar al ratón.

Las superficies sensibles a la presión llevan existiendo desde hace años, aunque la mayoría se han limitado a simples aplicaciones tales como detectar si el asiento de un coche está ocupado o no. Dispositivos como el Palm Pilot, que utiliza un bolígrafo para introducir los datos, normalmente detectan el tacto mediante la medición de los cambios en la resistencia eléctrica cuando un objeto golpea la pantalla. Sin embargo estas pantallas sólo son capaces de detectar un toque a la vez. Las pantallas táctiles de los smartphones, por otro lado, utilizan un sensor que detecta los cambios en la capacitancia, o la capacidad del material para mantener una carga eléctrica; la capacitancia cambia cuando los objetos con contenido acuoso—incluyendo los dedos—se mueven a través de la pantalla. Este tipo de pantallas son capaces de detectar varios toques a la vez, pero no pueden detectar la presión.

La superficie táctil de Rosenberg y Perlin, por otro lado, combina varias ventajas de este tipo de tecnologías. Puede registrar de forma simultánea la presión y la localización de varios toques, y se puede reducir al tamaño de un colgante o aumentar hasta cubrir una mesa de forma económica y simple.

Plástico pintado

Para construir una superficie táctil sensible a la presión, en primer lugar Rosenberg utiliza unas láminas de plástico ligeramente más gruesas que un trozo de papel. Utiliza un programa especial para diseñar un patrón de líneas que serán más tarde impresas en cada una de las láminas, ajustando el diseño al uso que se le vaya a dar a cada dispositivo. Las líneas se depositan en el plástico en forma de metal, para que sean conductivas a nivel eléctrico; después la lámina se cubre con una capa homogénea de tinta negra sensible a la presión. Al por mayor, los sensores impresos costarían unos 100 dólares por metro cuadrado, aunque debido a que estos prototipos del tamaño de una carta son fabricados de forma única e individual, cada uno suele costar alrededor de 100 dólares.

Rosenberg une cara a cara dos de estas láminas, poniendo en contacto las caras que contienen la tinta, orientándolas para que las líneas conductoras creen una rejilla. Después pega las dos láminas utilizando cinta adhesiva de doble cara. Una de cada seis líneas acaba en un hilo corto y flexible que sale de la lámina de plástico y se conecta a una placa de circuito rígida mediante una abrazadera. Aunque el resto de los cables no están conectados de forma electrónica, sí influyen en las características eléctricas de las líneas activas, lo que ayuda a que el software detecte el lugar en el que el toque se ha producido.

La placa de circuito base contiene un microchip programado para escanear el sensor, distribuyendo energía entre cada cable activo de forma rápida y sucesiva. El chip también convierte los datos de presión desde una señal analógica continua a un formato digital que puede ser interpretado por cualquier ordenador. Finalmente, comprime los datos y los envía a un ordenador mediante una conexión USB o (para las aplicaciones musicales) mediante un puerto MIDI.

El software en el ordenador calcula tanto la posición de los objetos que entran en contacto con la superficie como la cantidad de presión que ejercen. Si un objeto toca el punto de intersección de dos líneas conductivas, el circuito electrónico registra una alta corriente en dicho punto; pero cuanto más se aleje del punto de intersección, más débil será la corriente, algo que viene dado por la resistencia que ofrece la tinta. Los prototipos actuales tienen una resolución lo suficientemente alta como para detectar de forma precisa tanto un dedo como un bolígrafo en un Tablet PC. Para toques individuales, es capaz de registrar fuerzas que van desde los cinco gramos a cinco kilos con un margen de error del 2,5 por ciento—un rango lo suficientemente alto como para interpretar un ligero toque hecho con un bolígrafo o un golpe en un tambor digital. Perlin afirma que puesto que se necesitan alimentar muy pocos cables, las versiones de mayor tamaño de este tipo de superficie se pueden fabricar con una sensibilidad similar y sin por ello aumentar demasiado la complejidad o el coste.

Presión del mercado

Los prototipos actuales son de color negro opaco, por lo que no sirven para su uso en intefaces de pantalla táctil en teléfonos móviles u otro tipo de dispositivos. Sin embargo, una interfaz sensible a la presión tan precisa y económica como esta tiene muchas aplicaciones potenciales, afirma Perlin.

Por ejemplo, Rosenberg y Perlin han colaborado con otros investigadores en varias aplicaciones médicas y científicas. Perlin afirma que la superficie se podrían incorporar a los zapatos para analizar la forma de andar, o a las camas de los hospitales para alertar a los enfermeros si el paciente lleva mucho tiempo en la misma posición, lo que incrementa el riesgo de lesiones provocadas por la presión. La superficie es lo suficientemente sensible como para medir la presión de las ondas en el agua y en el aire; esto podría utilizarse para crear mejores modelos de dinámica de fluidos que quizá sirvan de ayuda a la hora de diseñar aviones y barcos. Hoy día, los investigadores utilizan una serie de sensores distintos para recoger este tipo de datos, pero su coste resulta muy elevado como para ser utilizados en superficies de gran tamaño.

La tecnología también es útil en las interfaces multi-touch de los aparatos electrónicos. Patrick Baudisch, investigador del Instituto Hasso Plattner de Alemania, ha integrado la superficie en la parte de atrás de un pequeño dispositivo de juegos, con lo que se añade de forma efectiva una nueva entrada de datos ergonómica: los usuarios pueden controlar el juego sin tener que bloquear la pantalla con los dedos. Además, Rosenberg cree que mediante el uso de distintos tipos de tintas sensibles a la presión y líneas más finas, él y sus colegas son capaces de construir un sensor transparente que se pudiese utilizar en pantallas táctiles en teléfonos móviles y Tablet PCs.

La superficie táctil de Rosenberg y Perlin es mucho más sensible que otros dispositivos sensibles a la resistencia, afirma Andy Wilson, investigador de Microsoft y encargado del desarrollo de Surface, una mesa multi-touch disponible a nivel comercial. “Muchas de las aplicaciones se enfocan en el uso de sensores de presión de formas muy interesantes,” afirma. Sin embargo, añade que la tecnología aún se encuentra en su fase más inicial, y es difícil predecir la diferencia de precio en comparación con las interfaces táctiles actuales.

En abril, Rosenberg y Perlin lanzaron Touchco, una startup que se dedicará a otorgar licencias de este tipo de tecnología y suministrará asistencia en cuanto a diseño a aquellas compañías que deseen incorporarla en dispositivos como teléfonos móviles y lectores electrónicos. Los ingenieros de la compañía están explorando otro tipo de aplicaciones adicionales—como por ejemplo el primer tambor de mano electrónico, que sería imposible de fabricar sin utilizar un sensor capaz de alcanzar resoluciones tan detalladas como estas.

Finalmente, estas superficies táctiles tan delgadas y discretas podrían incorporarse en prácticamente cualquier superficie, lo que abriría una nueva dimensión a la interacción multi-touch.