Ngày nay, một đứa trẻ hai tuổi cũng biết vuốt và chạm lên màn hình, và chúng ta chạm vào kính hàng trăm lần mỗi ngày mà không cần suy nghĩ. Màn hình cảm ứng đã trở thành cách mặc định để con người ra lệnh cho máy móc. Nhưng công nghệ tưởng như sinh ra cùng điện thoại thông minh này thực ra đã hơn 60 năm tuổi: nó ra đời trong tháp kiểm soát không lưu, trưởng thành trong phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân, và chờ đợi bốn thập kỷ mới có cơ hội bước vào túi quần của mỗi người.

Ra đời trong tháp kiểm soát không lưu

Người đầu tiên mô tả màn hình cảm ứng điện dung là E. A. Johnson, kỹ sư tại cơ quan nghiên cứu radar Royal Radar Establishment của Anh. Trong bài báo năm 1965, ông phác thảo một tấm kính có thể nhận biết điểm chạm của ngón tay để phục vụ kiểm soát viên không lưu chọn máy bay trên màn hình radar. Công nghệ này được không quân Anh dùng thật trong các trung tâm điều hành bay cho đến tận thập niên 1990.

Gần như cùng thời, những hướng đi khác cũng xuất hiện. Năm 1972, hệ thống máy tính giáo dục PLATO IV tại Mỹ dùng màn hình cảm ứng hồng ngoại với lưới 16×16 điểm. Tại tổ chức nghiên cứu hạt nhân CERN ở Thụy Sĩ, kỹ sư Bent Stumpe phát triển màn hình điện dung trong suốt đầu thập niên 1970 để vận hành phòng điều khiển của máy gia tốc hạt. Còn ở Mỹ, Samuel Hurst sáng lập hãng Elographics và phổ biến màn hình cảm ứng điện trở — loại sau này xuất hiện trên máy bán hàng, máy POS và thiết bị công nghiệp khắp thế giới.

Hai cách để tấm kính "biết" ngón tay chạm vào đâu

Loại cảm ứng lâu đời và phổ biến nhất trên thiết bị hiện đại là điện dung. Dưới mặt kính là một lưới điện cực trong suốt. Cơ thể người dẫn điện, nên khi ngón tay chạm vào, nó làm thay đổi điện dung tại điểm chạm, và bộ điều khiển tính ra tọa độ từ sự thay đổi đó. Vì chỉ cần chạm nhẹ, không cần ấn, cảm ứng điện dung cho trải nghiệm mượt mà — và cũng giải thích vì sao nó "bơ" găng tay vải thông thường: lớp vải cách điện khiến ngón tay không còn "hiện diện" về mặt điện học.

Loại thứ hai là điện trở: hai lớp dẫn điện mỏng ngăn cách nhau, khi bạn ấn xuống, hai lớp chạm nhau tại đúng điểm đó và tạo thành mạch điện. Điện trở rẻ, dùng được với mọi vật — bút, móng tay, găng tay — nhưng cần lực ấn và kém bền hơn, nên từng thống trị máy rút tiền và thiết bị nhà hàng trước khi nhường sân khấu cho điện dung.

Từ phòng thí nghiệm đến mọi túi quần

Suốt ba thập kỷ, màn hình cảm ứng sống trong các ngách chuyên dụng: máy ATM, ki-ốt thông tin, máy tính tiền, thiết bị y tế và máy chơi game cầm tay. Bước ngoặt đến từ khái niệm đa điểm — nhận nhiều ngón tay cùng lúc để phóng to bằng hai ngón, xoay ảnh, gõ phím ảo nhanh. Công nghệ này được các phòng lab nghiên cứu từ thập niên 1980, được hãng nhỏ FingerWorks thương mại hóa cho người khuyết tật, và năm 2005 Apple mua lại FingerWorks.

Năm 2007, iPhone ra mắt với màn hình điện dung đa điểm và giao diện thiết kế hoàn toàn quanh ngón tay. Chỉ trong vài năm, bàn phím vật lý biến mất khỏi điện thoại, và "chạm, vuốt, kéo" trở thành ngôn ngữ chung giữa người và máy — từ trẻ em chưa biết chữ đến cụ già chưa từng dùng máy tính đều học được trong vài phút.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Màn hình cảm ứng tại CERN được chế tạo vì phòng điều khiển máy gia tốc cần một giao diện mà kỹ sư có thể chế tạo thủ công số lượng ít, thay thế hàng trăm nút bấm và công tắc cơ khí.
  • Chiếc điện thoại được coi là smartphone đầu tiên, IBM Simon năm 1992, đã có màn hình cảm ứng điện trở dùng kèm bút — 15 năm trước iPhone.
  • Hãng xe Buick từng gắn màn hình cảm ứng lên mẫu Riviera năm 1986 để điều khiển radio và điều hòa, nhưng bị chê là gây mất tập trung và bị loại bỏ sau vài năm.
  • Màn hình cảm ứng điện dung trên điện thoại ngày nay tinh nhạy đến mức nhiều mẫu nhận được cả ngón tay đeo găng mỏng chuyên dụng, nhờ tăng độ nhạy của bộ điều khiển.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Apple và Steve Jobs phát minh ra màn hình cảm ứng." iPhone là sản phẩm đưa cảm ứng đa điểm đến với đại chúng, nhưng công nghệ cảm ứng đã có từ năm 1965, còn đa điểm chạm được nghiên cứu và bán ra bởi nhiều nhóm khác trước khi Apple mua lại FingerWorks. Đóng góp của Apple nằm ở thiết kế trải nghiệm và thời điểm ra mắt, không phải ở việc phát minh từ con số không.

Hiểu lầm: "Màn hình cảm ứng đo lực ngón tay ấn xuống." Với cảm ứng điện dung — loại trên điện thoại của bạn — không có phép đo lực nào cả. Màn hình chỉ phát hiện sự thay đổi điện trường do ngón tay dẫn điện gây ra; chạm nhẹ như lướt cũng được ghi nhận. Đó cũng là lý do một giọt nước trên màn hình đôi khi tạo ra "cú chạm ma" khiến máy tự bấm lung tung.

Nguồn tham khảo