Con un toque de luz, el sistema cambia los colores y patrones de los objetos: la técnica de "materia programable" podría permitir a los diseñadores de productos producir prototipos con facilidad

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Un nuevo sistema utiliza luz ultravioleta proyectada sobre objetos recubiertos con tinte activado por luz para alterar las propiedades reflectantes del tinte, creando imágenes en minutos. CRÉDITO Imagen cortesía de Michael Wessley, Stefanie Mueller, et al.

Abstracto:
¿Cuándo fue la última vez que repintó su automóvil? ¿Rediseñó su colección de tazas de café? ¿Le dio a sus zapatos un lavado de cara colorido?

Con un golpe de luz, el sistema cambia los colores y patrones de los objetos: la técnica de "materia programable" podría permitir a los diseñadores de productos producir prototipos con facilidad

Cambridge, MA | Publicado el 6 de mayo de 2021

Probablemente respondiste: nunca, nunca y nunca. Podría considerar que estas arduas tareas no valen la pena. Pero un nuevo sistema de "materia programable" que cambia de color podría cambiar eso con un golpe de luz.

Los investigadores del MIT han desarrollado una forma de actualizar rápidamente las imágenes en las superficies de los objetos. El sistema, denominado "ChromoUpdate", combina un proyector de luz ultravioleta (UV) con elementos recubiertos con tinte activado por luz. La luz proyectada altera las propiedades reflectantes del tinte, creando nuevas imágenes coloridas en solo unos minutos. El avance podría acelerar el desarrollo de productos, permitiendo a los diseñadores de productos trabajar con prototipos sin atascarse con la pintura o la impresión.

ChromoUpdate “aprovecha los rápidos ciclos de programación, cosas que antes no hubieran sido posibles”, dice Michael Wessley, autor principal del estudio y postdoctorado en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT.

La investigación se presentará en la Conferencia ACM sobre factores humanos en sistemas informáticos este mes. Los coautores de Wessely incluyen a su asesora, la profesora Stefanie Mueller, así como al posdoctorado Yuhua Jin, la recién graduada Cattalyya Nuengsigkapian '19, MNG '20, el estudiante visitante de maestría Aleksei Kashapov, la posdoctora Isabel Qamar y el profesor Dzmitry Tsetserukou del Instituto de Ciencias Skolkovo y Tecnología.

ChromoUpdate se basa en el anterior sistema de materia programable de los investigadores, llamado PhotoChromeleon. Ese método fue "el primero en demostrar que podemos tener texturas multicolores de alta resolución que podemos reprogramar una y otra vez", dice Wessely. PhotoChromeleon utilizó una tinta similar a la laca que comprende tintes cian, magenta y amarillo. El usuario cubrió un objeto con una capa de tinta, que luego podría reprogramarse con luz. Primero, se iluminó la tinta con luz ultravioleta de un LED, saturando completamente los tintes. A continuación, los tintes se desaturaron selectivamente con un proyector de luz visible, llevando cada píxel a su color deseado y dejando atrás la imagen final. PhotoChromeleon fue innovador, pero lento. Se tardaron unos 20 minutos en actualizar una imagen. "Podemos acelerar el proceso", dice Wessely.

Lo lograron con ChromoUpdate, afinando el proceso de saturación UV. En lugar de usar un LED, que dispara uniformemente toda la superficie, ChromoUpdate usa un proyector UV que puede variar los niveles de luz en toda la superficie. Entonces, el operador tiene control a nivel de píxeles sobre los niveles de saturación. “Podemos saturar el material localmente en el patrón exacto que queremos”, dice Wessely. Eso ahorra tiempo: alguien que diseña el exterior de un automóvil podría simplemente querer agregar rayas de carreras a un diseño que de otro modo estaría terminado. ChromoUpdate les permite hacer precisamente eso, sin borrar ni reproyectar todo el exterior.

Este procedimiento de saturación selectiva permite a los diseñadores crear una vista previa en blanco y negro de un diseño en segundos, o un prototipo a todo color en minutos. Eso significa que podrían probar docenas de diseños en una sola sesión de trabajo, una hazaña previamente inalcanzable. “De hecho, puede tener un prototipo físico para ver si su diseño realmente funciona”, dice Wessely. “Puedes ver cómo se ve cuando la luz del sol brilla sobre él o cuando se proyectan sombras. No es suficiente hacer esto en una computadora ".

Esa velocidad también significa que ChromoUpdate podría usarse para proporcionar notificaciones en tiempo real sin depender de las pantallas. "Un ejemplo es su taza de café", dice Wessely. “Pones tu taza en nuestro sistema de proyección y la programas para que muestre tu horario diario. Y se actualiza directamente cuando llega una nueva reunión ese día, o le muestra el pronóstico del tiempo ".

Wessely espera seguir mejorando la tecnología. En la actualidad, la tinta activada por luz está especializada para superficies lisas y rígidas como tazas, carcasas de teléfonos o automóviles. Pero los investigadores están trabajando hacia textiles flexibles y programables. “Estamos buscando métodos para teñir telas y potencialmente usar fibras emisoras de luz”, dice Wessely. "Entonces, podríamos tener ropa, camisetas y zapatos y todo eso, que se pueda reprogramar".

Los investigadores se han asociado con un grupo de fabricantes textiles en París para ver cómo se puede incorporar ChomoUpdate en el proceso de diseño.

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Esta investigación fue financiada, en parte, por Ford.

Escrito por Daniel Ackerman, oficina de noticias del MIT

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