魚羊 郭一璞 發自 凹非寺量子位 報道 | 公衆号 QbitAI

城鄉結合部土味開關，不知道你有沒有印象：

強行歐式，強行蕾絲，強行少女心，處處透露着改革開放早期人們對色彩的渴求。

也可能是上一輩人覺得門口牆壁上的開關實在太醜太突兀了吧。

現在，對這些開關不能忍的MIT研（yi）究（shu）員（jia）們，決定對醜開關進行一波改造：

把牆壁、沙發、柱子或者家中任何東西，埋進電路和傳感器，整個房子也就被改造成了大型PCB電路闆，每一條線路、每一個節點、每一個控制裝置，都嵌入到房間自身的裝修中，像個變色龍一樣，你再也看不到突兀的開關了。

比如，你看這面塗鴉牆，那似乎就是一片軟裝：

但是摸一摸燈泡圖形，上面的真燈泡就亮了：

摸一摸畫在牆上的顔料噴瓶，就會根據你摸到的位置調節燈光的亮度，你一摸黑，燈就變黑：

顔料瓶圖案噴出來的彩色圖案，你摸哪個顔色，燈光就會變成哪個顔色：

你以為這是一片裝飾，不，它明明是一片傳感器。

再比如，這根工業風水泥柱上的五線譜圖案，看起來像小學音樂教室：

其實你摸一摸音符，它可以放音樂，再摸一摸，還能切歌：

除了牆面，沙發也暗藏玄機。揮一揮手，就可以切換旁邊電視機上的相冊系統的圖片：

這樣，不僅沒了醜醜的開關，亂糟糟的線也不見了，你也不用擔心找不到遙控器，整個家都變成了交互的一部分。

裝修完房子之後，他們就把裝修記錄發到了人機交互頂會CHI 2020上。

在論文裡，MIT技術宅們愉快地分享了他們這一套裝修方案的思路和技術細節。

看完之後，自己動手操作起來也不是不可以呢

把用戶界面融入物理環境

首先，你需要在3D編輯器裡設計好圖稿。把顯示元素什麼樣，傳感器怎麼接安排得明明白白。

當然啦，技術宅們已經在3D編輯器Blender裡集成了一套工具包，可以簡化設計步驟。

比如說，你要在牆面上布置一個調節燈光明暗、色溫的開關：先量好牆面的尺寸，然後在Blender裡建模。

至于顯示元素的設計，可以先在PS這樣的繪圖軟件中完成，然後将圖像作為紋理映射到3D模型上。

工具包裡安排了7種增加交互性的繪圖工具：

觸控按鈕；滑塊（線性/自由形式）；距離傳感器；電緻發光顯示器等輸出元件；電線；微控制器連接器；擦除工具。

來看一下示範操作：

可以看到，滑塊等電路闆設計之上，可以疊加藝術外觀層。

當然，更多層的模闆設計也是支持的。比如這個燈泡造型的觸控開關，就由導電層、介電層、熒光層和頂層透明導體組成。

完成電路闆和外觀設計之後，為了方便裝修，你可以選擇用切割繪圖儀、激光切割機等設備把模闆打出來。

不過，對于不平坦的表面，比如沙發來說，這樣的噴塗模闆可能不太好使。

于是，還有另一個解決方案，那就是投影。

接下來，就可以進入真正的裝修步驟啦。

需要準備的硬件有：噴槍，功能性墨水，裝修需要的防護工具。

噴槍方面，他們的配置是：可以同時控制墨水量和氣流的雙動觸發裝置，重力進料系統，以及在内部混合空氣和油墨的混合點。這樣的配置适合于繪制細節，有利于電路的創建。

在他們的示範案例中，使用到的功能性墨水是Lumilor和KPT生産的銅、電介質、磷光劑和透明導體墨水。

那麼就開始按照設計，噴塗導電銅墨水。再在電路之上搞藝術創作。

最後，别忘了連接微控制器闆。

雖然此前市面上已有牆面觸控闆開關：

但相較之下，這一套方案突破了打印機尺寸的限制，在任何材料、任意形狀上，都能更方便地實現腦洞。

技術評估

MIT的技術宅們還表示，裝修不算完，做事要嚴謹。

他們測試了這一套被命名為SprayableTech的技術在不同材料、不同形狀表面上的實際效果。

結果表明，無論是在何種材料上，噴塗的銅迹線均顯示出了高導電性，電阻範圍在0.07Ω-0.25Ω之間。

即使是在多孔石材這樣非常粗糙的材質表面，噴塗顆粒也可以到達材料深腔并覆蓋整個材料表面。

另外，電導率和物體表面形狀的角度之間也沒有顯著關系。

這意味着噴塗的電路不會受到牆壁轉彎的影響。

作者介紹

提出這種裝修方法的團隊，來自鼎鼎大名的MIT CSAIL。

一作Michael Wessely，是CSAIL旗下人機交互組的博士後，南巴黎大學博士，曾在2014年和2019年兩度獲得人機交互頂會UIST最佳論文，現在也在CSAIL講工程交互技術課。

論文的通訊作者就是人機交互組的負責人，MIT助理教授Stefanie Mueller，在她的帶領下，這個團隊還做了各種五顔六色的大腦洞研究。

比如，如何用3D打印造出一隻變色龍，是顔色真的能變的那種：

或者，怎麼把人類的運動軌迹給打印出來：

還有怎麼才能3D打印出面包蓬松的質感：

讓人看餓了。

傳送門

Sprayable User Interfaces: Prototyping Large-Scale Interactive Surfaces with Sensors and DisplaysMichael Wessely，Ticha Sethapakdi，Carlos Castillo，Jackson C Snowden，Ollie Hanton，Isabel Qamar，Mike Fraser，Anne Roudaut，Stefanie Muellerhttps://hcie.csail.mit.edu/research/sprayableuserinterfaces/main.html

— 完 —

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