光の一瞬で、システムはオブジェクトの色とパターンを切り替える: 「プログラマブルマター」技術により、製品デザイナーはプロトタイプを簡単に量産できるようになる可能性がある

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新しいシステムは、光活性化染料でコーティングされた物体に紫外線を照射して染料の反射特性を変化させ、数分で画像を作成します。クレジット画像提供：Michael Wessley、Stefanie Mueller、他

要約：
最後に車を塗り直したのはいつですか。コーヒーマグコレクションを再設計しましたか？あなたの靴にカラフルな改装を施しましたか？

システムは一瞬の光で、オブジェクトの色とパターンを切り替えます。「プログラマブルマター」技術により、製品設計者はプロトタイプを簡単に作成できます。

マサチューセッツ州ケンブリッジ| 6年2021月XNUMX日に投稿

あなたはおそらく答えたでしょう：決して、決して、そして決して。あなたはこれらの骨の折れる仕事は努力する価値がないと考えるかもしれません。しかし、新しいカラーシフトの「プログラマブルマター」システムは、一瞬の光でそれを変える可能性があります。

MITの研究者は、オブジェクト表面の画像を迅速に更新する方法を開発しました。「ChromoUpdate」と呼ばれるこのシステムは、紫外線（UV）光プロジェクターと光活性化染料でコーティングされたアイテムを組み合わせます。投影された光は染料の反射特性を変化させ、わずか数分でカラフルな新しい画像を作成します。この進歩により、製品開発が加速し、製品設計者は塗装や印刷にとらわれることなくプロトタイプを解き放つことができます。

ChromoUpdateは、「これまで不可能だった高速プログラミングサイクルを利用しています」と、この研究の筆頭著者であり、MITのコンピューター科学人工知能研究所のポスドクであるMichaelWessley氏は述べています。

この研究は、今月のコンピューティングシステムにおけるヒューマンファクターに関するACM会議で発表されます。ウェセリーの共著者には、彼の顧問であるステファニーミューラー教授、ポスドクのYuhua Jin、最近の卒業生であるCattalyya Nuengsigkapian '19、MNG '20、修士課程の学生であるAleksei Kashapov、ポスドクのIsabel Qamar、スコルコボ科学研究所のDzmitryTsetserukou教授が含まれます。とテクノロジー。

ChromoUpdateは、PhotoChromeleonと呼ばれる研究者の以前のプログラマブルマターシステムに基づいています。その方法は、「何度も何度も再プログラミングできる高解像度のマルチカラーテクスチャを使用できることを最初に示したものです」とWessely氏は言います。 PhotoChromeleonは、シアン、マゼンタ、および黄色の染料を含むラッカーのようなインクを使用しました。ユーザーはオブジェクトをインクの層で覆い、それを光を使用して再プログラムすることができました。まず、LEDからのUV光がインクに照射され、染料が完全に飽和しました。次に、色素を可視光プロジェクターで選択的に不飽和化し、各ピクセルを目的の色にし、最終的な画像を残しました。 PhotoChromeleonは革新的でしたが、低迷しました。画像の更新には約20分かかりました。「私たちはプロセスを加速することができます」とウェッセリーは言います。

彼らは、UV飽和プロセスを微調整することにより、ChromoUpdateでそれを達成しました。 ChromoUpdateは、表面全体を均一に照射するLEDを使用するのではなく、表面全体の光レベルを変化させることができるUVプロジェクターを使用します。したがって、オペレーターは飽和レベルをピクセルレベルで制御できます。「私たちは、私たちが望む正確なパターンで材料を局所的に飽和させることができます」とウェッセリーは言います。これにより時間を節約できます。車の外装をデザインする人は、他の方法で完成したデザインにレーシングストライプを追加したいだけかもしれません。 ChromoUpdateを使用すると、外観全体を消去して再投影することなく、まさにそれを実行できます。

この選択的な彩度手順により、設計者はデザインの白黒プレビューを数秒で作成したり、フルカラーのプロトタイプを数分で作成したりできます。つまり、これまで達成できなかったXNUMX回の作業セッションで、数十のデザインを試すことができたということです。「実際に物理的なプロトタイプを作成して、設計が実際に機能するかどうかを確認できます」とWessely氏は言います。「日光が当たったり、影が落ちたりすると、どのように見えるかがわかります。これをコンピューターで行うだけでは十分ではありません。」

その速度は、ChromoUpdateを使用して画面に依存せずにリアルタイムの通知を提供できることも意味します。「XNUMXつの例はあなたのコーヒーマグです」とWesselyは言います。「マグカップをプロジェクターシステムに入れて、毎日のスケジュールを表示するようにプログラムします。また、その日に新しい会議が開催されると、直接更新されるか、天気予報が表示されます。」

Wesselyは、テクノロジーを改善し続けることを望んでいます。現在、光活性化インクは、マグカップ、電話ケース、車などの滑らかで硬い表面に特化しています。しかし、研究者たちは柔軟でプログラム可能なテキスタイルに取り組んでいます。「私たちは布地を染色し、発光繊維を使用する可能性のある方法を検討しています」とウェッセリーは言います。「それで、Tシャツや靴など、自分自身を再プログラムできる衣類を手に入れることができました。」

研究者たちは、パリのテキスタイルメーカーのグループと提携して、ChomoUpdateを設計プロセスに組み込む方法を確認しました。

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この研究は、一部、フォードによって資金提供されました。

ダニエルアッカーマン、MITニュースオフィスによって書かれました

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