DIE TOUCH-REVOLUTION Touchscreen-Hersteller machen Science Fiction bald zur Realität

Die digitale Welt wird immer realistischer. Mit Super-Touchscreens, die mehrere Nutzer und Objekte erkennen können, oder Bildschirmen, die ihre Form so verändern, dass physische Tasten entstehen und den Nutzern das sensorische Gefühl bestimmter Oberflächen vermittelt wird, setzen Innovatoren in der ganzen Welt neue Maßstäbe in der Touchscreen-Entwicklung.

Im Januar 2012 stellte Senseg, ein Unternehmen, das die haptischen Technologien der nächsten Generation entwickelt, das erste serienreife Produkt vor, mit dem Touchscreens zu „Feel Screens“, „fühlbaren“ Bildschirmen, werden. Sensegs patentierte Tixel-Technologie ahmt durch elektrisch erzeugte Kraftfelder das Gefühl physischer Texturen, Kanten und Konturen auf Touchscreens nach. An einem „Feel Screen“ kann der Nutzer beim Online-Kauf von Kleidung die Textur von Baumwolle oder Seide fühlen oder bei der Internetrecherche zu Vulkanen Basalt von Obsidiangestein unterscheiden, oder auch Leder und Samt miteinander vergleichen, wenn er online ein Sofa kaufen möchte. Das haptische Gefühl kann die Menschen auch bei der Nutzung des Geräts selbst unter­- stützen, beispielsweise um es präzise ohne hinzuschauen bedienen zu können, oder ein vielsinniges Erlebnis schaffen, das Grafik, Klang und Haptik einschließt.

Senseg ist aber nur eines der zahlreichen innovativen Unternehmen, die derzeit die Wahrnehmung von Computer- und Videobildschirm-Nutzern verändern. Auf der SID Display Week 2012 präsentierten Touch Revolution und Tactus Technology den Prototypen eines Android-Tablets mit einer physischen Tastatur, die sich aus einem flachen Touchscreen erhebt. Dank innovativer Mikrofluid-Technologie bietet eine patentierte, ‘Tactile Layer’ genannte Komponente die haptische Nutzerschnittstelle der Zukunft, mit echten physischen Tasten, Führungslinien oder Formen, die aus der Oberfläche eines jeden Touchscreens wachsen (und dann spurlos wieder darin verschwinden). Der Nutzer kann diese physischen Tasten erfühlen, sie drücken und damit interagieren wie bei einer ganz normalen Tastatur. Sobald sie nicht mehr benötigt werden, verschwinden die Tasten in der Oberfläche, als wären sie nie da ge­- wesen. Da die Tactile Layer, die taktile Schicht, eine andere Schicht im Display er­- setzt, ist der Bildschirm als Ganzes nicht dicker als ein normaler Touchscreen. Vielen erscheinen diese Innovationen unglaublich futuristisch, und doch sind sie real und werden bald zum technischen Mainstream gehören.

DIE ZUKUNFT VORHERSAGEN

Seit Jahrzehnten versuchen Hollywoods Geschichtenerzähler vorherzusagen, wie unsere Welt in der Zukunft aussehen mag, und versorgen uns zuverlässig mit Visionen von intelligenten Robotern, sprechenden Computern, 3D-Hologrammen, fliegenden Autos und anderem mehr. Und überrasch­end häufig liegen sie richtig. Besonders Visionen, wie wir in der Zukunft mit digitalen Inhalten interagieren, haben sich häufig als zutreffend erwiesen. In Disneys Science-Fiction-Film Tron von 1982 beispielsweise kommuniziert der Vorsitzende von ENCOM mit dem bösen Master Control Program mittels eines großen Touchscreens in Form eines Tisches, der erstaunliche Ähn- ­lichkeit mit dem modernen Gerät Samsung SUR40 mit Microsoft PixelSense-Technologie aufweist.

Zwanzig Jahre später, im Jahr 2002, faszinierte Minority Report eine neue Generation von Zuschauern: Die von Tom Cruise ge-­ s­pielte Figur zog schwarze Handschuhe an und dirigierte damit elegant verschiedene Elemente, Grafiken und Details auf einer sie umgebenden Wand aus transparenten Bild­- schirmen. Das im Film dargestellte Jahr 2054 liegt noch weit in der Zukunft, aber die Hightech-Branche von heute hat schon jetzt Technologie à la Minority Report zu bieten. So verwenden zum Beispiel Millionen Menschen weltweit Microsoft Kinect, um ohne Controller auf ihrer Xbox 360s zu spielen. Kinect verwendet eine RGB-Kamera, einen Tiefensensor, mehrere miteinander verschaltete Mikrofone und einen speziellen Prozessor, auf dem eine eigens entwickelte Software läuft, um die Bewegungen des ganzen Körpers in 3D zu erfassen, Gesichtsausdrücke zu erkennen und Stimmbefehle zu interpretieren. Dabei entstehen spielerische Erlebnisse auf einer neuen Ebene. Zwar ist ein Produkt, das Gesten und Berührungen miteinander kombiniert, noch nicht auf dem Markt verfügbar, aber die Industrie hat bereits die technischen Möglichkeiten dazu.

1,3 Milliarden

Der Weltmarkt für Touchscreen-Module in Mobilgeräten wird bis 2018 1,3 Milliarden Einheiten erreichen.

Global Industry Analysts

Wie Richard Ebner, Geschäftsführer des in Österreich ansässigen Bildschirmentwicklers isiQiri, erklärt, werden die Science-Fiction-Ideen von Hollywood erst Realität, wenn eine echte Nachfrage nach ihnen entsteht. „Die heutzutage anzutreffenden Formfaktoren unterscheiden sich gewiss von dem, was wir in Minority Report gesehen haben“, so Ebner. „Man braucht keine speziellen Handschuhe, um mit Inhalten zu arbeiten, und die Technologie muss noch sehr viel stärker in unsere Umgebung integriert werden, wie Wände oder Möbel, denn dort liegen die möglichen Nutzungsszenarien.“ Die Touchscreen-Entwicklung hat sich in den letzten Jahren zwar stark beschleunigt, aber die Idee dazu gibt es bereits seit fast fünf Jahrzehnten. Viele glauben, dass der erste Touchscreen über­- haupt von E.A. Johnson erfunden wurde, einem Angestellten des Royal Radar Establishment im britischen Malvern, als er im Jahr 1965 seine Ideen zu einem kapazitiven berührungsempfindlichen Bildschirm beschrieb. Johnson erklärte anhand von Diagrammen und Fotos eines Prototyps nicht nur, wie die Technologie selbst funktionierte, sondern auch wie Fluglotsen diese nutzen könnten, indem sie direkt mit Markierungen auf ihren Bild­- schirmen interagierten. Dieser sehr frühe Entwurf war zwar eher rudimentär und ermöglichte nur eine Berührung auf einmal, aber eine sehr ähnliche Technologie hat es in das moderne iPhone geschafft.

DIE IPHONE-GENERATION

Die Einführung von Apples iPhone hat dem Touchscreen-Markt einen erstaunlichen Schub gegeben. Eine neue Generation von Startup-Unternehmen prägt die Branche. Die meisten überlassen dabei das Marketing den von ihnen belieferten Geräteherstellern, daher sind die Namen dieser innovativen Unternehmen eher unbekannt. Ihre Produkte sind jedoch immer stärker am Arbeitsplatz wie auch zuhause verbreitet.

Das Unternehmen Touch Revolution, das von Pionieren der Touch-Device-Branche gegründet wurde, darunter auch der ehe­malige Apple-Mitarbeiter Mark Hamblin, möchte das iPhone-Erlebnis auf eine noch höhere Ebene transportieren. „Während meiner Zeit bei Apple war ich an einigen aufregenden Projekten beteiligt, zuletzt als leitender Ingenieur für Produktdesign. Dabei habe ich vor allem am iPhone gearbeitet“, erklärt Hamblin. „Nachdem wir das iPhone entwickelt hatten und sahen, wie es vom Markt aufgenommen wurde und gleichzeitig die Smartphone-Industrie veränderte, war mir sofort klar, dass es sich um etwas Besonderes handelte. Ich wollte daher ver­suchen, das Erlebnis mit berührungsempfindlicher Technologie noch weiter zu bringen.“

Vor der Einführung des iPhones im Jahr 2007 kamen Touchscreens fast ausschließlich in Firmen, die sich Experimente mit dieser Technologie leisten konnten, zum Einsatz. Die Bildschirme wurden zwar bereits früh in einigen Mobiltelefonen eingesetzt, aber sie sprachen meist nur schwerfällig auf Berührungen an, und die meisten Geräte konnten nur einen Berührungs­­punkt auf einmal identifizieren. Heut­zutage gelten hochwertige Touchscreens mit mehreren möglichen Berührungspunkten – sogenannte Multi-Touch-Screens – als Standard für die meisten Mobilgeräte, und der Tech­nologie wird ein exponentielles Wachstum vorausgesagt.

Eine kürzlich herausgegebene Studie der Global Industry Analysts (GIA) mit dem Titel „Touch Screens in Mobile Devices: A Global Strategic Business Report“ (Touchscreens bei Mobilgeräten: Ein globaler strategischer Wirtschaftsbericht) sagt voraus, dass der weltweite Markt für Touchscreen-Module in Mobilgeräten bis 2018 ein Volumen von 1,3 Milliarden Ein­heiten erreichen wird, im Vergleich zu einem geschätzten Absatz von 184,3 Millionen Einheiten im Jahr 2009. Von diesen 1,3 Milliarden Einheiten stellen projizierte kapazitive (p-cap) Touchscreens, die auch im iPhone verwendet werden, den größten Anteil für Mobilgeräte, und der wird voraussichtlich noch weiter wachsen.

Mit p-cap-Bildschirmen kann der Nutzer leicht mit den Fingerspitzen digitale Objekte navigieren und bearbeiten, ohne dabei Druck auszuüben oder einen speziellen Stift verwenden zu müssen. Durch diesen Vorteil sind p-cap-Bildschirme für die meisten Touchscreen-Geräte, darunter Smartphones, Tablets, E-Reader, Navigations- und Fernsehgeräte usw., zur Technologie der Wahl geworden. Sie sind zwar ein wenig teurer als die anderen Optionen, wie zum Beispiel resistiv-kapazitive Bildschirme, aber viele glauben, dass das bessere Nutzererlebnis den Preisaufschlag mehr als rechtfertigt.

„Die Erwartungen der Nutzer haben sich seit dem iPhone dramatisch verändert“, so Hamblin. „Heute erwartet jeder, dass die meisten Bildschirme berührungsempfindlich sind und so arbeiten wie das iPhone. Bei genauerer Betrachtung ist es schlicht die natürlichste Art, mit digitalen Inhalten zu interagieren. Gibt man einem Kleinkind ein Handy, wird es sofort beginnen, den Bildschirm zu berühren.“

Hamblin glaubt, dass Touchscreens allein schon aufgrund des Faktors der Bedienbarkeit an vielen Nutzerschnittstellen zuhause und am Arbeitsplatz zu finden sein werden. „Nehmen Sie zum Beispiel weiße Ware“, erklärt er. „Wir haben eine ganze Reihe an Projekten, die Touchscreen-Oberflächen
für Waschmaschinen, Mikrowellen und ähnliche Geräte entwickeln.“

P-CAP-BILDSCHIRME

Projizierte kapazitive Bildschirme ermöglichen es den Nutzern, Apps mit ihren Fingerspitzen zu steuern, was sie zur Technologie der Wahl für Mobilgeräte macht.

Für einen Gerätehersteller sind die durch Touchscreens eröffneten Möglichkeiten von großer Bedeutung. „Anstatt eine gewisse Anzahl an Schaltern und Knöpfen zur Be­dienung der Waschmaschine anzubringen, kann ein Touchscreen dem Nutzer vielerlei Optionen bieten“, so Hamblin. „Man kann die Bedienoberfläche vollkommen für einen anderen Modus umkonfigurieren, so dass sie sich genau der jeweiligen Person anpasst. Ein Teenager braucht vielleicht nur eine einfache Ein/Aus-Funktion. Ein erfahrener Nutzer be­nötigt eventuell eher fortgeschrittene Einstel­lungen für seine Wäsche. Touch-Oberflächen bieten genau diese Flexibilität. So lässt sich die Nutzerschnittstelle auch zukunftssicher gestalten. Will ein Hersteller beispielsweise neue Merkmale oder Funktionen zu einer Mikrowelle hinzufügen, muss er nur ein Software-Update bereitstellen.“

„Seit dem iPhone erwartet heute jeder, dass Bildschirme berührungsempfindlich sind und so arbeiten wie das iPhone.“

Mark Hamblin Mitbegründer von Touch Revolution

WACHSENDE BILDSCHIRMGRÖSSEN

Apple gebührt mit Sicherheit die Ehre, die Touch-Revolution angestoßen zu haben, aber auch andere führende Technologie-anbieter haben daran großen Anteil. So ist zum Beispiel Samsungs Super-AMOLED-Reihe von Touchscreens mit integrierten Touch-Fähigkeiten und reflexionsarmer Technologie sehr beliebt auf dem Smart­- phone-Markt. Microsoft hofft trotz der harten Kritik an seiner schwerfälligen Reaktion auf das Apple iPad, dass seine Microsoft-Surface-Reihe von Tablet-PCs mit Touchscreen, die in diesem Jahr herauskommen wird, durchschlagende Wirkung auf dem Tablet-Markt entwickelt.

Tatsächlich verwendet Microsoft die Touch-Technologie schon seit mehreren Jahren. Im Mai 2007 wurde Microsoft zu einem der ersten großen Technologiekonzerne, die Multi-Touch-Technologie in Form von kommerziellen Produkten im großen Rahmen auf den Markt brachten. Aus dieser Gerätevariante als Tischform (Tabletop-Computer) ist schließlich das Samsung SUR40 mit Microsoft PixelSense hervorgegangen. Dieses von allen Seiten aus zu be­- dienende, 10 Zentimeter dicke Produkt hat eine horizontale Bedienoberfläche, die auf Berührungen, natürliche Gesten mit der Hand sowie auf reale Objekte reagiert, die auf dem Display abgestellt werden. So können Nutzer auf einfache und intuitive Weise mit Informationen und digitalen Inhalten interagieren.

In der Berichterstattung des Senders MSNBC über die US-amerikanische Präsidentschafts­wahl 2008 wurde ein Touchscreen-Tisch von Microsoft der ersten Generation ver­wendet. Chuck Todd, der politische Direktor von MSNBC, verwendete den Bildschirm auf Sendung, um Informationen und Analysen des Wahlkampfs bis zur Wahl selbst schnell und einfach weiterzugeben. Er analysierte damit Umfrage- und Wahler­- gebnisse, schaute auf Trends und demo­graphische Informationen und zeigte Karten der einzelnen Wahlkreise an, um Muster in der Stimmabgabe zu entdecken und Prognosen abzugeben – und das alles mit einer Fingerbewegung.

In der Rio iBar in Las Vegas können Kunden derweil einen eigenen Cocktail kreieren und bestellen, indem sie einen Touchscreen an ihrem Tisch bedienen. Zudem können sie die Umgebung virtuell erkunden, neue Freunde kennenlernen und mit Leuten ins Gespräch kommen, die in anderen Ber­eichen der Bar sitzen.

„Herkömmliche Nutzeroberflächen von Computern sind für einzelne Personen vorgesehen, aber wenn sich die Menschen treffen und persönlich zusammenarbeiten möchten, können Computer schnell stören“, sagt Adam Bogue, Präsident und Gründer des Unternehmens Circle Twelve, das vor kurzem im Bericht „Cool Vendors in Imaging and Display Devices 2012“ (Coole Anbieter bildgebender Verfahren und An­- zeige­geräte 2012) des Marktforschungs­unternehmens Gartner genannt wurde.

„Die breite Akzeptanz von Multi-Touch-Smartphones, und nun von Tablets, schafft die Voraussetzungen für das Wachstum bei größeren Bildschirmen und bei Tabletop-Computern für die Teamarbeit “, so Bogue. „Bei dieser Entwicklung werden die Multi-User-Funktionen, sowie die Fähigkeit, ein­- zelne Nutzer zu unterscheiden immer wichtiger.“ Ebner von isiQiri stimmt zu, dass die Zu­­kunft von Touchscreens in der Entwicklung größerer Geräte besteht, die mehrere Nutzer gleichzeitig erkennen können. Mit solchen Geräten können dann mehrere Menschen auf einem einzigen Bildschirm miteinander interagieren.

„Dieser Trend wird vor allem durch die immer weiter sinkenden Preise für große LCD-Displays angetrieben“, erläutert Ebner. „Heute sind bereits Systeme erhältlich, die 30 oder mehr gleichzeitig stattfindende Berührungen registrieren können, aber noch besteht keine Nachfrage nach solchen Größe­­nordnungen. Der Bereich, in dem es interessant wird, liegt meiner Meinung nach bei vier bis acht gleichzeitigen Berührungen, so dass zwei bis vier Nutzer gleichzeitig an einem einzigen Gerät aktiv sein können. Man könnte beispielsweise auf einem Couch­tisch mit Touchscreen ein Fotoalbum anschauen und in Bilder hineinzoomen, an einem elektronischen Infostand mit Touch­- screen Informationen aufrufen, oder als Familie in einem Restaurant per Touchscreen aus einer Speisekarte heraus die Bestellung aufgeben.“

„Die breite Akzeptanz von Multi-Touch-Smartphones, und nun von Tablets, schafft die Voraussetzungen für das Wachstum bei größeren Bildschirmen und bei Tabletop-Computern für die Teamarbeit “

Adam Bogue Präsident und Gründer des Unternehmens Circle Twelve

So hat beispielsweise die Stadt New York versuchsweise ca. 250 Telefonsäulen gegen 81 Zentimeter große intelligente Touchscreens ausgetauscht. Die nutzerfreund­lichen Bildschirme sehen ansprechender aus als die veralteten Telefone und bieten relevante Informationen über das Stadt­- viertel, Restaurants, Läden in der Nähe sowie Verkehrsinformationen und vieles mehr. Gereinigt werden die wasser- und staubdicht konzipierten Bildschirme per Wasserschlauch. Wird dieser Pilotversuch als erfolgreich eingestuft, könnten bald alle 12.500 bestehenden öffentlichen Telefone in der Stadt ausgetauscht werden.

Microsoft fordert die Dominanz des iPad heraus und stellt sein neues Tablet Surface vor. Es bietet die drucksensible, 3 Millimeter starke Tastatur Touch Cover, die mittels einer Magnetverbindung an das Tablet angedockt wird.  (Foto mit freundlicher Genehmigung von Microsoft)

GRENZEN ÜBERWINDEN

Die zunehmende Nutzung von Touch-Technologie führt für Unternehmen wie Senseg, Touch Revolution und Tactus Technology zu einer steigenden Nachfrage, so dass sie versuchen, das Erlebnis für den Nutzer weiter zu verbessern. In diesem Sinne arbeiten sie daran, Touchscreens auch haptisch erfahrbar zu machen.

Senseg ist führend, wenn es darum geht, Touchscreens mit taktilen Eigenschaften auszustatten. „Wir sind in der Lage, die visuellen Inhalte auf einem Display mit einem haptischen Feedback auszustatten, das einem beispielsweise das Gefühl gibt, eine Vinylplatte in einer Diskjockey-App zu bewegen, das in Bildern der Gobi-Wüste den Sand spüren lässt oder die Ecke einer Seite beim Lesen eines E-Books auf einem Tablet“, meint Ville Mäkinnen, Gründer und CTO von Senseg. „Wir haben hoch­- effiziente Lösungen geschaffen, die genau unter dem Finger des Nutzers die richtigen taktilen Reaktionen hervorrufen, ohne das ganze Gerät durchzuschütteln; und dennoch wird dabei bei mobilen Geräten sehr wenig Strom verbraucht.“

Disney Research hat mit REVEL ein ganz ähnliches Konzept entwickelt. Dank dieser taktilen Technologie mit Augmented Reality kann Disney steuern, wie sich reale Objekte anfühlen, indem diese mit virtuellen taktilen Texturen überzogen werden. Die virtuellen Texturen stammen von einem Gerät, das der Nutzer trägt. Das Gerät schickt ein schwaches elektrisches Signal an einen beliebigen Punkt am Körper des Trägers und erzeugt so um seine Finger herum ein oszillierendes elektrisches Feld. Wenn der Nutzer nun seine Finger über eine Ober­fläche gleiten lässt, spürt er bestimmte taktile Texturen.

Disney Research experimentiert auch mit der Leistungsfähigkeit von Microsofts gestenbasierter Innovation Kinect, und zwar weit über die alltäglichen Gaming-Szenarien hinaus. Die kapazitive Sensortechnologie namens Touché kann eine Reihe von Touch-Gesten erkennen, die an alltäglichen Objekten ausgeübt werden. Laut den Forschern könnte dies zu intel- ligenten Türknäufen führen, die sich öffnen, wenn man sie auf eine bestimmte Weise umgreift, oder zu Tischen und Stühlen, die die Position der Sitzenden erkennen. Man könnte damit auch Mobiltelefone entwickeln, die sich durch das Berühren der Fingerspitzen oder durch Antippen der Handflächen steuern lassen.

Solche Funktionen haben vielversprechende potenzielle Anwendungen. Obwohl die Forscher das volle Potenzial der Technologie immer noch untersuchen, wurden bereits bestimmte Anwendungen in den Bereichen Gaming, adaptive Umgebungen, intelligente Büros, Interaktion in der Fahrzeugkabine oder Reha-Maßnahmen hervorgehoben.

Wann können wir also damit rechnen, dass solche Funktionen auch bald auf unseren Computerbildschirmen, Mobilgeräten usw. zu haben sind? Senseg erwartet, dass die Gerätehersteller diese Technologien ab 2013 in ihre Verbraucherprodukte integrieren werden. Die Tactile Layer von Tactus Technology und Touch Revolution wurde bisher auch gut von der Branche aufgenommen; Videospielsteuerungen und Navigationsgeräte stehen dabei ganz oben auf der Wunschliste ihrer Kunden. Die ersten Produkte mit dieser Technologie werden für Mitte 2013 erwartet.

von Rebecca Lambert Zurück zum Seitenbeginn