Con un colpo di luce, il sistema cambia i colori e i motivi degli oggetti: la tecnica della "materia programmabile" potrebbe consentire ai progettisti di prodotti di sfornare prototipi con facilità

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Un nuovo sistema utilizza la luce UV proiettata su oggetti rivestiti con colorante attivato dalla luce per alterare le proprietà riflettenti del colorante, creando immagini in pochi minuti. CREDITO Immagine per gentile concessione di Michael Wessley, Stefanie Mueller, et al

Abstract:
Quando è stata l'ultima volta che hai riverniciato la tua auto? Hai ridisegnato la tua collezione di tazze da caffè? Hai dato alle tue scarpe un colorito lifting?

Con un lampo di luce, il sistema cambia i colori e le fantasie degli oggetti: la tecnica della "materia programmabile" potrebbe consentire ai progettisti di prodotto di sfornare prototipi con facilità

Cambridge, MA | Pubblicato il 6 maggio 2021

Probabilmente hai risposto: mai, mai e mai. Potresti considerare che questi compiti ardui non valgono lo sforzo. Ma un nuovo sistema di “materia programmabile” che cambia colore potrebbe cambiare la situazione con uno zap di luce.

I ricercatori del MIT hanno sviluppato un modo per aggiornare rapidamente le immagini sulle superfici degli oggetti. Il sistema, denominato "ChromoUpdate", abbina un proiettore a luce ultravioletta (UV) con elementi rivestiti in colorante attivato dalla luce. La luce proiettata altera le proprietà riflettenti del colorante, creando nuove immagini colorate in pochi minuti. Il progresso potrebbe accelerare lo sviluppo del prodotto, consentendo ai progettisti di prodotto di sfornare prototipi senza impantanarsi con la pittura o la stampa.

ChromoUpdate "sfrutta i cicli di programmazione veloci, cose che prima non sarebbero state possibili", afferma Michael Wessley, autore principale dello studio e postdoc presso il Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory del MIT.

La ricerca sarà presentata questo mese alla Conferenza ACM sui fattori umani nei sistemi informatici. I coautori di Wessely includono la sua consulente, la professoressa Stefanie Mueller, così come la postdoc Yuhua Jin, la neolaureata Cattalyya Nuengsigkapian '19, MNG '20, lo studente di master in visita Aleksei Kashapov, la dottoressa Isabel Qamar e il professor Dzmitry Tsetserukou dello Skolkovo Institute of Science e tecnologia.

ChromoUpdate si basa sul precedente sistema di materia programmabile dei ricercatori, chiamato PhotoChromeleon. Questo metodo è stato "il primo a dimostrare che possiamo avere trame multicolori ad alta risoluzione che possiamo semplicemente riprogrammare più e più volte", afferma Wessely. PhotoChromeleon ha utilizzato un inchiostro simile a una lacca composto da coloranti ciano, magenta e giallo. L'utente ha coperto un oggetto con uno strato di inchiostro, che potrebbe quindi essere riprogrammato utilizzando la luce. In primo luogo, la luce UV di un LED è stata illuminata dall'inchiostro, saturando completamente i coloranti. Successivamente, i coloranti sono stati desaturati selettivamente con un proiettore a luce visibile, portando ogni pixel al colore desiderato e lasciando dietro di sé l'immagine finale. PhotoChromeleon era innovativo, ma lento. Ci sono voluti circa 20 minuti per aggiornare un'immagine. "Possiamo accelerare il processo", afferma Wessely.

Lo hanno ottenuto con ChromoUpdate, ottimizzando il processo di saturazione UV. Invece di utilizzare un LED, che fa esplodere uniformemente l'intera superficie, ChromoUpdate utilizza un proiettore UV che può variare i livelli di luce su tutta la superficie. Quindi, l'operatore ha il controllo a livello di pixel sui livelli di saturazione. "Possiamo saturare il materiale localmente nel modello esatto che vogliamo", afferma Wessely. Ciò consente di risparmiare tempo: qualcuno che progetta l'esterno di un'auto potrebbe semplicemente voler aggiungere strisce da corsa a un design altrimenti completato. ChromoUpdate consente loro di fare proprio questo, senza cancellare e riproiettare l'intero esterno.

Questa procedura di saturazione selettiva consente ai designer di creare un'anteprima in bianco e nero di un progetto in pochi secondi o un prototipo a colori in pochi minuti. Ciò significa che potevano provare dozzine di progetti in una singola sessione di lavoro, un'impresa precedentemente irraggiungibile. "Puoi effettivamente avere un prototipo fisico per vedere se il tuo progetto funziona davvero", afferma Wessely. “Puoi vedere come appare quando la luce del sole splende su di esso o quando vengono proiettate le ombre. Non è sufficiente farlo solo su un computer. "

Questa velocità significa anche che ChromoUpdate potrebbe essere utilizzato per fornire notifiche in tempo reale senza fare affidamento sugli schermi. "Un esempio è la tua tazza da caffè", dice Wessely. “Metti la tua tazza nel nostro sistema di proiezione e la programmi per mostrare il tuo programma quotidiano. E si aggiorna direttamente quando arriva una nuova riunione per quel giorno o ti mostra le previsioni del tempo. "

Wessely spera di continuare a migliorare la tecnologia. Al momento, l'inchiostro attivato dalla luce è specializzato per superfici lisce e rigide come tazze, custodie per telefoni o automobili. Ma i ricercatori stanno lavorando verso tessuti flessibili e programmabili. "Stiamo cercando metodi per tingere i tessuti e potenzialmente utilizzare fibre che emettono luce", afferma Wessely. "Quindi, potremmo avere vestiti - magliette e scarpe e tutto il resto - che possono riprogrammarsi da soli".

I ricercatori hanno collaborato con un gruppo di produttori tessili a Parigi per vedere come ChomoUpdate può essere incorporato nel processo di progettazione.

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Questa ricerca è stata finanziata, in parte, da Ford.

Scritto da Daniel Ackerman, MIT News Office

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Contatti:
Abby Abazorius
617-253-2709

@MIT

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