Quando Nikola Tesla previu que teríamos telefones celulares que poderiam exibir vídeos, fotos e muito mais, seu canto parecia um sonho distante. Quase 100 anos depois, os smartphones são como um apêndice extra para a maioria de nós.
Os engenheiros de digitalização estão agora trabalhando para aumentar a capacidade de exibição de outros objetos do cotidiano. Uma rota que estão explorando são superfícies reconfiguráveis – ou objetos que podem ser alterados digitalmente – para ajudar os usuários a apresentar informações importantes, como estatísticas de saúde e novos designs em objetos como parede, caneca ou sapato.
Pesquisadores do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL), da Universidade da Califórnia em Berkeley e da Universidade de Aarhus deram um passo interessante ao criar o “PortaChrome”, um sistema de luz portátil e ferramenta de design que pode alterar a cor e a textura de uma imagem. várias coisas. Equipado com LEDs ultravioleta (UV) e vermelho, verde e azul (RGB), o dispositivo pode ser acoplado a itens do dia a dia, como camisetas e fones de ouvido. Quando um usuário cria um design e o envia para o dispositivo PortaChrome via Bluetooth, a superfície pode ser programada em exibições multicoloridas de dados de saúde, entretenimento e designs de moda.
Para tornar um objeto reproduzível, o objeto deve ser revestido com um corante fotocrômico, uma tinta invisível que pode ser alterada para cores diferentes por meio de padrões de luz. Uma vez vinculados, as pessoas podem criar e transferir padrões para o objeto com o software de design gráfico da equipe ou usar a API da equipe para interagir diretamente com o dispositivo e incorporar designs baseados em dados. Quando coladas no lugar, as luzes UV do PortaChrome saturam a tinta enquanto os LEDs RGB a desbotam, desbloqueando as cores e garantindo que cada pixel seja tonificado para combinar com o design pretendido.
O sistema de luz integrado de Zhu e seus colegas muda as cores dos objetos em menos de quatro minutos, em média, o que é oito vezes mais rápido do que seu trabalho anterior, “Photo-Chromeleon”. Esse aumento de velocidade vem de uma mudança na fonte de luz que entra em contato com o material para transmitir os raios UV e RGB. A Photo-Chromeleon usou um projetor para ajudar a ativar as propriedades de mudança de cor dos corantes fotocrômicos, onde a luz da superfície de um objeto tem intensidade reduzida.
“O PortaChrome oferece uma maneira muito simples de reorganizar seu ambiente”, disse Yunyi Zhu '20, MEng '21, estudante de doutorado do MIT em engenharia elétrica e ciência da computação, afiliado do CSAIL e autor principal de um artigo sobre o projeto. “Comparado ao nosso sistema anterior baseado em projetor, o PortaChrome é uma fonte de luz mais portátil que pode ser colocada diretamente sobre uma superfície fotocrômica. Isto permite que as mudanças de cor ocorram sem intervenção do usuário e nos ajuda a evitar a poluição do nosso ambiente com UV. Como resultado, os usuários podem usar o gráfico de frequência cardíaca na camisa após um treino, por exemplo.”
Renovando as coisas do dia a dia
Nas demonstrações, o PortaChrome exibiu dados de saúde em diferentes áreas. O usuário montou um PortaChrome costurado em sua mochila, fixando-o diretamente na parte de trás da camisa, que estava revestida com tinta fotocrômica. Sensores de altitude e frequência cardíaca enviaram dados para um dispositivo de iluminação, que foi então convertido em um gráfico com um script de reprogramação desenvolvido pelos pesquisadores. Esse processo criava uma aparência de saúde nas costas da camisa do usuário. Na mesma demonstração, os pesquisadores do MIT mostraram um coração convergindo lentamente para a parte traseira do tablet para mostrar como o usuário está progredindo em direção a uma meta de condicionamento físico.
PortaChrome também mostrou criatividade na personalização de wearables. Por exemplo, os pesquisadores redesenharam alguns fones de ouvido brancos com listras azuis nas laterais e listras horizontais amarelas e roxas. Um corante fotocrômico foi aplicado aos fones de ouvido e a equipe então conectou o dispositivo PortaChrome dentro da caixa do fone de ouvido. Finalmente, os pesquisadores reorganizaram com sucesso seus padrões em um objeto, semelhante à arte em aquarela. Os pesquisadores também recoloriram o pulso para combinar com diferentes roupas usando essa técnica.
Em última análise, o trabalho poderia ser usado para digitalizar bens de consumo. Imagine usar um casaco que pode mudar todo o design da sua camisa, ou usar a capa do seu carro para dar um novo visual ao seu carro.
Ingredientes principais do PortaChrome
Em última análise, PortaChrome é uma combinação de quatro ingredientes principais. Seu dispositivo portátil consiste em uma base de tecido como uma espécie de espinha dorsal, uma camada de tecido com luzes UV soldadas e outra com RGB acoplada, e uma camada de silicone para espalhar sobre ela. Assemelhando-se a um favo de mel translúcido, a camada de silicone cobre os raios UV e RGB entrelaçados e os direciona para pixels individuais para iluminar perfeitamente o design na superfície.
Esta máquina pode ser dobrada de forma flexível em objetos de diferentes formatos. Para mesas e outras superfícies planas, você pode colocar o PortaChrome em cima, como um tapete de área. Para um objeto curvo como uma garrafa térmica, você pode enrolar a fonte de luz como a manga de uma xícara de café para garantir que ela se reoriente pela área.
Um sistema de iluminação portátil e flexível é construído com ferramentas disponíveis no espaço do fabricante (como cortadores a laser, por exemplo), e o mesmo método pode ser replicado com componentes flexíveis de PCB e outros sistemas de produção em massa.
Embora também possa transformar rapidamente o que nos rodeia em exibições dinâmicas, Zhu e seus colegas acreditam que poderia se beneficiar de novas melhorias de velocidade. Eles gostariam de utilizar LEDs menores, o que resultaria em uma área que pudesse ser reconfigurada em segundos com um design de alta resolução, devido ao aumento da intensidade da luz.
“O ambiente dos nossos objetos cotidianos é codificado com cores e texturas visíveis, transmitindo informações importantes e moldando a maneira como interagimos com eles”, disse o pós-doutorado da Georgia Tech, Tingyu Cheng, que não esteve envolvido na pesquisa. “O PortaChrome dá um passo em frente ao proporcionar espaços reconfiguráveis através da integração de fontes de luz variáveis (LEDs UV e RGB) e cores fotocromáticas em objetos do quotidiano, desafiando o ambiente com cores e padrões dinâmicos. As capacidades demonstradas pelo PortaChrome podem mudar a forma como interagimos com o nosso ambiente, especialmente em domínios como moda personalizada e interfaces de utilizador flexíveis. Esta tecnologia permite a personalização em tempo real que se integra facilmente na vida quotidiana, proporcionando um vislumbre do futuro dos “ecrãs omnipresentes”.
Zhu é acompanhado por nove bolsistas CSAIL no artigo: Cedric Honnet, estudante de doutorado do MIT e colaborador do MIT Media Lab; os pesquisadores visitantes de graduação Yixiao Kang, Angelina J. Zheng e Grace Tang; o estudante do MIT, Luca Musk; Professor Assistente da Universidade de Michigan Junyi Zhu SM '19, PhD '24; recente pós-doutorado e professor assistente da Universidade de Aarhus, Michael Wessely; e autora sênior Stefanie Mueller, Professora Associada de Desenvolvimento de Carreira TIBCO nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e Engenharia Mecânica do MIT e líder do Grupo de Engenharia HCI no CSAIL.
Este trabalho foi apoiado pelo Programa Conjunto de Pesquisa MIT-GIST e foi apresentado no Simpósio ACM sobre Software e Tecnologia de Interface de Usuário em outubro.
