Com um raio de luz, o sistema muda as cores e os padrões dos objetos: a técnica de "matéria programável" pode permitir que designers de produtos produzam protótipos com facilidade

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Um novo sistema utiliza luz UV projetada em objetos revestidos com corante ativado por luz para alterar as propriedades reflexivas do corante, criando imagens em minutos. CRÉDITO Imagem cortesia de Michael Wessley, Stefanie Mueller e outros

Abstrato:
Quando foi a última vez que você repintou seu carro? Reformulou sua coleção de canecas de café? Deu um restauro colorido aos seus sapatos?

Com um raio de luz, o sistema muda as cores e padrões dos objetos: a técnica de "matéria programável" pode permitir que os designers de produto produzam protótipos com facilidade

Cambridge, MA | Postado em 6 de maio de 2021

Você provavelmente respondeu: nunca, nunca e nunca. Você pode considerar que essas tarefas árduas não valem o esforço. Mas um novo sistema de “matéria programável” de mudança de cor pode mudar isso com um raio de luz.

Os pesquisadores do MIT desenvolveram uma maneira de atualizar rapidamente as imagens nas superfícies dos objetos. O sistema, apelidado de “ChromoUpdate”, emparelha um projetor de luz ultravioleta (UV) com itens revestidos com tinta ativada por luz. A luz projetada altera as propriedades reflexivas do corante, criando novas imagens coloridas em apenas alguns minutos. O avanço pode acelerar o desenvolvimento de produtos, permitindo que os designers de produtos trabalhem em protótipos sem se atrapalhar com a pintura ou impressão.

O ChromoUpdate “aproveita os ciclos de programação rápidos - coisas que não seriam possíveis antes”, diz Michael Wessley, principal autor do estudo e pós-doutorado no Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT.

A pesquisa será apresentada na Conferência ACM sobre Fatores Humanos em Sistemas de Computação neste mês. Os co-autores de Wessely incluem seu orientador, a professora Stefanie Mueller, bem como o pós-doutorado Yuhua Jin, a recém-formada Cattalyya Nuengsigkapian '19, MNG '20, o aluno de mestrado visitante Aleksei Kashapov, a pós-doc Isabel Qamar e o professor Dzmitry Tsetserukou do Instituto de Ciências Skolkovo e Tecnologia.

O ChromoUpdate se baseia no sistema de matéria programável anterior dos pesquisadores, chamado PhotoChromeleon. Esse método foi “o primeiro a mostrar que podemos ter texturas multicoloridas de alta resolução que podemos simplesmente reprogramar indefinidamente”, diz Wessely. PhotoChromeleon usou uma tinta semelhante a laca composta por corantes ciano, magenta e amarelo. O usuário cobria um objeto com uma camada de tinta, que poderia então ser reprogramada com a luz. Primeiro, a luz ultravioleta de um LED incidiu sobre a tinta, saturando totalmente os corantes. Em seguida, os corantes foram dessaturados seletivamente com um projetor de luz visível, trazendo cada pixel para a cor desejada e deixando para trás a imagem final. PhotoChromeleon era inovador, mas era lento. Demorou cerca de 20 minutos para atualizar uma imagem. “Podemos acelerar o processo”, afirma Wessely.

Eles conseguiram isso com o ChromoUpdate, por meio do ajuste fino do processo de saturação de UV. Em vez de usar um LED, que atinge uniformemente toda a superfície, o ChromoUpdate usa um projetor UV que pode variar os níveis de luz em toda a superfície. Portanto, o operador tem controle de nível de pixel sobre os níveis de saturação. “Podemos saturar o material localmente no padrão exato que queremos”, diz Wessely. Isso economiza tempo - alguém que projeta o exterior de um carro pode simplesmente querer adicionar listras de corrida a um design que de outra forma seria concluído. O ChromoUpdate permite que façam exatamente isso, sem apagar e reprojetar todo o exterior.

Este procedimento de saturação seletiva permite que os designers criem uma visualização em preto e branco de um design em segundos ou um protótipo colorido em minutos. Isso significa que eles poderiam experimentar dezenas de designs em uma única sessão de trabalho, um feito anteriormente inatingível. “Você pode realmente ter um protótipo físico para ver se seu projeto realmente funciona”, diz Wessely. “Você pode ver como fica quando a luz do sol incide sobre ele ou quando as sombras são projetadas. Não é suficiente apenas fazer isso em um computador. ”

Essa velocidade também significa que o ChromoUpdate pode ser usado para fornecer notificações em tempo real sem depender de telas. “Um exemplo é a sua caneca de café”, diz Wessely. “Você coloca sua caneca em nosso sistema de projetor e a programa para mostrar sua programação diária. E ele se atualiza diretamente quando uma nova reunião chega naquele dia, ou mostra a previsão do tempo. ”

Wessely espera continuar melhorando a tecnologia. Atualmente, a tinta ativada por luz é especializada para superfícies lisas e rígidas como canecas, capas de telefone ou carros. Mas os pesquisadores estão trabalhando em prol de têxteis programáveis e flexíveis. “Estamos procurando métodos para tingir tecidos e, potencialmente, usar fibras emissoras de luz”, diz Wessely. “Então, poderíamos ter roupas - camisetas e sapatos e todas essas coisas - que podem se reprogramar.”

Os pesquisadores fizeram parceria com um grupo de fabricantes têxteis em Paris para ver como o ChomoUpdate pode ser incorporado ao processo de design.

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Esta pesquisa foi financiada, em parte, pela Ford.

Escrito por Daniel Ackerman, MIT News Office

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