La storia del touch screen, l’evoluzione della tecnologia con i primi telefoni e il boom commerciale

Oggi sfioriamo lo schermo touchscreen del nostro smartphone tantissime volte al giorno – fin troppe – con gesti che ci sembrano scontati, quasi innati. Eppure dietro ogni tap, ogni swipe, ogni “pizzicotto” per ridimensionare una foto o una pagina Web, si nasconde una storia lunga e sorprendente, che affonda le radici a metà del secolo scorso. Prima di diventare l'interfaccia universale dei dispositivi mobili, il touchscreen ha attraversato oltre sessant'anni di tentativi, intuizioni e false partenze, oscillando tra approcci ingegneristici molto diversi tra loro.

Tutto è cominciato con i primi esperimenti legati alle trasmissioni televisive degli anni '40 e con i sistemi ottici degli anni '60, per poi dividersi in due grandi famiglie tecnologiche: quella capacitiva, che reagisce alla conducibilità elettrica del corpo umano, e quella resistiva, basata sulla pressione fisica. Per decenni il touch è rimasto confinato a usi industriali, militari, aeronautici e accademici, fino a trovare nei telefoni cellulari degli anni '90 il primo vero banco di prova per una diffusione di massa, e a consacrarsi definitivamente con l'arrivo del multi-touch nei primi anni 2000. Ripercorriamo insieme il viaggio che il touchscreen ha fatto per arrivare fino a noi.

Le origini: dai tubi catodici all’invenzione del touch screen nel 1965

Tutto comincia nel 1946, quando la Philco Company deposita un brevetto per una particolare penna a luce diretta, pensata per le trasmissioni sportive in TV. Appoggiata su uno schermo a tubo catodico (i vecchi e ingombranti monitor, avete presente?) questa penna amplificava il segnale, permettendo di tracciare cerchi e frecce temporanei sulle immagini in diretta: un antenato, per certi versi, delle moderne grafiche interattive da telecronaca.

Bisognerà aspettare gli anni '60 per il salto successivo. Nel 1962 la compagnia AT&T brevetta un sistema ottico indipendente dalla luce dello schermo, basato su una matrice di raggi luminosi incrociati e fotorilevatori: quando un dito o un oggetto interrompe il raggio, il sistema ne individua la posizione. Un anno dopo, nel 1963, Robert E. Graham perfeziona l'idea con la penna a luce indiretta, che permette di disegnare su una superficie separata vedendo il tratto riprodotto sul computer.

È però il 1965 a segnare un'importante svolta: in Inghilterra, Eric Johnson getta le basi del primo touchscreen azionabile direttamente con le dita, ponendo le fondamenta dello schermo capacitivo. Il principio è tanto semplice quanto geniale: un materiale isolante, come il vetro, viene rivestito di un materiale conduttore trasparente; quando il dito – ottimo conduttore elettrico – tocca la superficie, altera il campo capacitivo e il sistema registra il contatto in modo binario, limitandosi così a rilevare la presenza o l'assenza del tocco. Nello stesso periodo, in Germania, il team guidato da Rainer Mallebrein lavora a un sistema a ultrasuoni per il controllo del traffico aereo, che nel 1970 si trasforma in uno schermo di vetro con rivestimento conduttivo.

Negli anni '70 il touch comincia a moltiplicarsi in direzioni diverse. Da un lato nasce il touchscreen ottico a infrarossi, adottato nel 1972 dal terminale studentesco PLATO IV dell'Università dell'Illinois, che sfrutta una griglia di LED e fototransistor per individuare l'interruzione della luce. Dall'altro lato, quasi per caso, nasce la tecnologia resistiva: G. Samuel Hurst e il suo team, all'Università del Kentucky, stanno cercando un modo più rapido per leggere coordinate cartesiane nei calcoli di fisica atomica e iniziano a sperimentare con carta elettricamente conduttiva. L'intuizione, affinata nel seminterrato di casa dove Hurst fonda la Elographics, porta a sovrapporre due fogli conduttivi distanziati tra loro: la pressione del dito li fa entrare in contatto, facendo variare la tensione tra i due strati e permettendo di calcolare la posizione esatta del punto toccato dall’utente. Economica e robusta, questa tecnologia diventa presto un punto di riferimento in fabbriche e ospedali.

Sempre in questi anni, al CERN, gli ingegneri Frank Beck e Bent Stumpe sviluppano uno schermo capacitivo trasparente, in uso dal 1973, teoricamente già in grado di gestire il multi-touch, ovvero il tocco simultaneo di più dita, anche se questa funzione viene disattivata via software perché ritenuta inutile per l'epoca.

Gli anni '80: il decennio degli esperimenti

Nel 1982, all'interno dei laboratori dell'Università di Toronto, il ricercatore Nimish Mehta progettò il sistema pionieristico che permetteva a un essere umano di interagire usando più dita contemporaneamente. Più che di un vero e proprio schermo sensibile al tocco, si trattava di una tavoletta grafica o tablet touch. Il team di ingegneri dell'Input Research Group scoprì che posizionando una videocamera al di sotto di una lastra di vetro opaco era possibile tracciare i movimenti; il sistema, infatti, decodificava gli input visivi captando le zone d'ombra o i “punti scuri” impressi sulla superficie durante il contatto. Questa invenzione fu considerata talmente rivoluzionaria da Bill Buxton, figura chiave nell'evoluzione dei sistemi multi-touch, da spingerlo a inserirla come pietra miliare nella sua celebre ricostruzione storica dedicata ai sistemi di input digitali.

Il touch comincia poi a fare capolino anche fuori dai laboratori: viene testato sui cruscotti degli aerei e persino delle automobili, come dimostra l'Electronic Control Center introdotto da General Motors nel 1985 sulla Buick Riviera. L'esperimento, però, si rivela un mezzo fiasco, complice la diffidenza dei clienti verso una tecnologia percepita come troppo nuova e i costi di riparazione elevati.

Verso la fine del decennio arriva una svolta cruciale sul piano dell'usabilità: i ricercatori dell'Università del Maryland mettono a punto la cosiddetta “strategia del decollo”, che risolve i problemi di precisione che affliggevano quella tecnologia. Grazie alla loro idea, l’azione sullo schermo si attiva solo nel momento in cui il dito dell’utente viene sollevato, permettendo finalmente di selezionare con esattezza anche un singolo pixel.

Dagli anni '90 a oggi: il touch sui primi telefoni cellulari

Negli anni '90 il touch fa il suo ingresso nel mondo consumer. Nel 1993 l'IBM presenta, in collaborazione con BellSouth, il celebre IBM Simon, il primo telefono cellulare touchscreen della storia, equipaggiato con schermo resistivo e stilo. Poco dopo arriva il Newton, l'assistente digitale personale di Apple, che si rivela uno dei flop più grandi di sempre per il colosso di Cupertino. L'esperienza d'uso, infatti, era macchinosa, l'interfaccia era ancora pensata per essere adoperata con un puntatore preciso, con piccoli menu a tendina poco adatti alle interazioni con dita umane.

La vera rivoluzione esplode nei primi anni 2000. Sul fronte dell'intrattenimento, nel 2004 la Nintendo sdogana il touch presso il grande pubblico con la console portatile Nintendo DS, dimostrando che toccare uno schermo può essere un modo naturale e immediato di interagire con un dispositivo. Nello stesso periodo, Apple comincia a depositare i primi brevetti per un touchscreen capacitivo avanzato pensato per i dispositivi mobili: l'obiettivo non è più solo rilevare un tocco, ma interpretare una complessa sequenza di impulsi simultanei.

Prima ancora del debutto di Apple, però, è un altro colosso a scrivere una pagina di storia: nel maggio 2007 viene presentato l'LG Prada, il primo telefono cellulare in commercio dotato di un moderno schermo capacitivo, capace di rispondere istantaneamente al semplice contatto della pelle, senza bisogno di pressione né di stilo. Un mese più tardi, nel giugno 2007, l'arrivo del primo iPhone cambia per sempre le regole del gioco: non si tratta solo di adottare la tecnologia capacitiva, ma di costruirci attorno un intero sistema operativo pensato per il tocco e per i gesti multi-dita. Lo scorrimento inerziale, quel movimento fluido delle pagine che continua per qualche istante prima di fermarsi, e il celebre pinch-to-zoom (il gesto del “pizzicotto” fatto con due dita sullo schermo per eseguire lo zoom su foto e pagine Web) diventano presto parte della nostra quotidianità, resi possibili grazie alla capacità dello schermo di rilevare più punti di contatto contemporaneamente.

Il risultato? In appena due anni, entro la fine del 2009, i telefoni con display touch superano per la prima volta quelli non touch, dando il via a un boom commerciale senza precedenti e trasformando il touchscreen nello standard globale che ancora oggi teniamo tra le mani.

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