Biến màn hình LCD thành màn hình cảm ứng chỉ với 100 nghìn đồng

Hiện nay có nhiều phương pháp để biến một chiếc màn hình LCD thường thành màn hình cảm ứng. Tuy nhiên, các phương pháp như sử dụng panel điện dung, ZeroTouch hay Handsmate đều khá tốn kém. Vừa qua, các nhà nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm máy tính của trường Đại học Washington đã thành công khi biến màn hình LCD thành màn hình cảm ứng chỉ với 5 USD (khoảng 100 nghìn đồng) và một vài phần mềm thông minh.

Công nghệ này có tên gọi là uTouch, hoạt động bằng cách đo nhiễu điện từ (EMI) gây ra bởi ngón tay người dùng khi nó di chuyển gần hoặc chạm vào màn hình LCD. Về cơ bản, nhiễu điện từ là một loại nhiễu thường gặp ở các bộ thu sóng radio hoặc mạch điện, gây ra bởi các bức xạ điện từ phát ra từ các nguồn bên ngoài. Một số thiết bị điều chỉnh ánh sáng như contact, tủ lạnh, máy xay…sẽ tạo ra nhiễu tần số cao cho đường dây dẫn nguồn AC. Máy hút bụi và một số thiết bị điện có sử dụng Motor ở mỗi chu kỳ ngắt mở của chổi than sẽ sinh ra tia lửa điện nhỏ cũng là nguyên nhân gây nhiễu cho đường dây dẫn nguồn. Các loại xe cộ chạy ngoài đường cũng tạo nhiễu cho nguồn điện.

Có thể bạn không nhận ra rằng tất cả các thiết bị được cắm vào nguồn điện cũng làm thay đổi ký số EM. TV không đơn thuần chỉ là vật nhận và sử dụng năng lượng từ nguồn điện, đó là một con đường hai chiều, các thành phần điện tử khi hoạt động của TV cũng thay đổi ký số EM ngay trong ngôi nhà của bạn.

Đồ thị nhiễu điện từ EMI, cho thấy sự tương tác trên màn hình LCD tiêu chuẩn.

Do đó, bằng cách cắm một bộ cảm biến EMI vào bất kỳ một ổ cắm điện nào, bạn có thể đọc được ký số EM trong nhà của bạn. Và nếu bạn tiếp tục qua sát, bạn có thể nhận ra những thay đổi trong ký số. Thay đổi rõ ràng nhất xảy ra khi một thiết bị được bật hoặc tắt, nhưng các chuyên gia của trường đại học Washington cũng khẳng định rằng chỉ đơn giản là di chuyển bàn tay của bạn gần với một màn hình LCD cũng làm thay đổi ký số EM trong nhà của bạn. Điều này nghe thật phi lý, rằng một ngón tay di chuyển về phía một màn hình LCD có thể được phát hiện bởi một cảm biến ở tận đầu kia của ngôi nhà, nhưng đó chính xác là những gì các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Washington đã khám phá ra.

Khi bạn di chuyển một ngón tay tiến lại gần hoặc chạm vào màn hình LCD sẽ làm tạo ra thêm nhiễu điện từ EMI. Nguyên lý này khá giống với cách thức hoạt động của màn hình cảm ứng thông thường. Về cơ bản, tất cả các màn hình LCD có một ma trận lớn kết nối tất cả mỗi điểm ảnh đơn lại với nhau. Các điểm ảnh được sắp xếp thành từng hàng, quyết định bởi tần số làm tươi màn hình. Tần số làm tươi của TV hoặc những cách hiển thị hình ảnh khác được đo bằng “Hz” (Hertz). Ví dụ: 1 TV với tần số làm tươi 60Hz phát một hình ảnh 60 lần trong mỗi 1 giây. Như kết quả tất yếu, điều đó có nghĩa là mỗi khung hình video được lặp lại 2 lần trong 1/60 giây.

Tần số làm tươi được tạo ra bởi tần số quét, mà dao động ở một tần số thường xuyên ở mức 60 KHz. Nếu phát hiện một vật gì đó chạm hoặc đến gần màn hình LCD, điện dung (điện áp) sẽ thay đổi, giống như tính năng cảm ứng nổi trên Galaxy S4. Từ đó, màn hình sẽ tạo ra nhiều nhiễu điện từ EMI hơn chủ yếu ở tần số (60 KHz).

Do đó, khi sử dụng một cảm biến đo EMI có giá 5 USD, kèm theo là một máy tính chạy sẵn một số phần mềm thông minh, các nhà nghiên cứu thuộc đại học Washington có thể phân biệt giữa năm cử chỉ khác nhau bao gồm cảm ứng bàn tay đầy đủ, cảm ứng năm ngón tay, đặt gần màn hình, đẩy và kéo. Như bạn có thể thấy trong đoạn video phía trên, vẫn có độ trễ, nhưng hệ thống này được đánh giá là khá hữu dụng. Tỷ lệ phát hiện chính xác trung bình là 96,4%, tỷ lệ này sẽ cao hơn trong tương lai, nhưng khó khăn nhất vẫn là phát hiện các thao tác đẩy hay kéo không chạm màn hình (do nhiễu điện từ EMI gây ra bởi bàn tay đặt cách xa màn hình LCD một vài inch là gần như vô cùng nhỏ).

Hai năm trước đây, nhóm nghiên cứu này cũng sử dụng cùng một công nghệ tương tự để bật bóng đèn CFL bằng cảm biến khoảng cách. Nguyên lý hoạt động không thay đổi nhiều, khi bạn bước vào phòng, nó gây ra một sự thay đổi trong các dây bên trong bóng đèn CFL, từ đó cảm biến phát hiện được nhiễu điện từ EMI. Hệ thống này, được gọi là LightWave, thậm chí có thể phát hiện được những cử chỉ của bàn tay khi gần bóng đèn CFL.

Mục tiêu cuối cùng của các nhà nghiên cứu là tìm ra một công nghệ biến màn hình LCD thành màn hình cảm ứng với giá thành rẻ nhất và điều này sắp trở thành hiện thực. Công nghệ uTouch có lẽ sẽ không bao giờ được sử dụng trên một màn hình máy tính để bàn tiêu chuẩn hoặc máy tính xách tay, nhưng nó có thể hữu ích trong phòng khách, triển lãm thương mại, và các viện bảo tàng trên các màn hình đắt tiền thông thường. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu không có ý định thương mại hóa uTouch. Song đồng tác giả Sidhant Gupta trả lời phỏng vấn của Technology Review cho biết bộ cảm biến 5 USD và các thuật toán sẽ được trình bày hoàn chỉnh trong các tài liệu trên giấy, do đó, với những hiểu biết nhất định, người dùng vẫn có thể tạo ra hệ thống uTouch theo hướng dẫn.

Theo GenK