Активную и цветную электронику напылили на стену

Американские и британские инженеры разработали относительно простой метод, позволяющий создавать на стенах и почти любых поверхностях большие активные интерфейсы. Пользователь создает в программе нужный ему интерфейс и получает схему для создания трафаретов, а затем с помощью них и баллончиков напыляет на стену проводящий состав и краску. Статья будет представлена на конференции CHI 2020.

Исследователи, занятые изучением человеко-компьютерного взаимодействия, предполагают различные сценарии развития интерфейсов, один из которых заключается в том, что в будущем многие из них будут органично встроены в окружающий мир и неотделимы от интерьера. В некотором виде такие интерфейсы уже существуют. Например, уже существуют зеркала с встроенным экраном для новостей и столы с встроенными беспроводными зарядками. Но в целом эта концепция пока слабо развита, а также достаточно сложна в реализации в виде домашнего проекта.

Инженеры под руководством Штефани Мюллер (Stefanie Mueller) из Массачусетского технологического института научились создавать напыляемые электрические интерфейсы, которые можно подстроить под конкретный проект, а также размер и форму исходной поверхности. Разработчики создали плагин для популярного 3D-редактора Blender.

В нем пользователь сначала создает 3D-модель объекта, на который он собирается нанести интерфейс, например, стену. После этого он может выбрать нужные ему стандартные электрические компоненты, такие как датчик прикосновения, слайдер, светящаяся область и проводящие дорожки, и построить электрическую схему устройства. Затем при желании можно создать отдельным слоем визуальную часть устройства, которая будет состоять из обычной краски. Кстати, электрический и графический слой могут не совпадать по размеру и форме, что дает больше свободы при проектировании.

После того, как пользователь создал все модели, он может экспортировать их и получить эскизы для трафаретов, которые можно затем можно вырезать с помощью плоттерной резки или другого метода. Кроме того, в программе можно экспортировать виртуальные трафареты — изображения, которые можно выводить на поверхность с помощью предварительно откалиброванного проектора.

Для нанесения интерфейса на стену инженеры предлагают использовать окрасочный пистолет. Через него они распыляли медную краску для создания проводящих частей, а при создании светящихся частей использовали также диэлектрический, электролюминесцентный и прозрачный проводящий слои, которые также наносили с помощью распыления. После того, как функциональные слои и краска нанесены на поверхность, к проводящим дорожкам необходимо подключить управляющую плату Arduino с программой, которую разработчики сами написали для этого проекта. Она обрабатывает сигналы от медных электродов подобно емкостным датчикам приближения и передает соответствующие команды на другие устройства.

В качестве примеров авторы показали несколько больших интерфейсов. Один из них представляет разноцветный нотный стан, нажимая на который, пользователь может переключать песни. Еще одно устройство визуально похоже на баллончик с распыляемой из него краской. Оно позволяет управлять умной лампой. Проводя рукой по баллончику, пользователь может управлять яркостью, а проводя по цветным частям можно менять цвет лампы.

Другая группа американских инженеров научилась напылять на бумагу антенны. С помощью этого метода им удалось нанести на бумагу гибкую Wi-Fi антенну и RFID-метку.

Григорий Копиев