Un outil de design pour démocratiser l'art de la couleur

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Un nouvel outil de conception coloré développé par des chercheurs du MIT permet aux individus de créer des mosaïques de lumière polarisée qui peuvent être imprimées sur du cellophane pour créer des visualisations de données, des affichages de lumière passive, des animations mécaniques, des accessoires de mode, des outils de science et de conception pédagogiques, etc.

Ticha Melody Sethapakdi, doctorante en génie électrique et informatique et affiliée au Laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT (CSAIL), dirige l'utilisation de la cellulose régénérée pour fabriquer ce qu'elle appelle des Polagons, des mosaïques à changement de couleur fabriquées à la machine qui utilisent la lumière polarisée pour informer et ravir. De telles mosaïques de lumière polarisée étaient auparavant fabriquées à la main, et Sethapakdi s'est inspiré d'artistes tels qu'Austine Wood Comarow, dont le "polage art" innovant est basé sur les mêmes principes physiques. Le nouveau système de conception informatique Polagon, cependant, permet un processus de fabrication basé sur la découpe et le soudage au laser, le tout avec un assemblage minimal par l'utilisateur.

Les utilisateurs importent d'abord des conceptions de mosaïque personnalisées, et le système calcule la palette de couleurs réalisable en fonction de l'approvisionnement en cellophane d'un utilisateur. Le téléchargement de plusieurs conceptions sur l'interface permet aux utilisateurs de créer des mosaïques "morphing" qui peuvent passer d'une image à une autre. Ensuite, place à la logistique : Polagons optimise les éléments constitutifs nécessaires pour chaque scénario, comme le type et le nombre de feuilles nécessaires. Une fois que l'utilisateur a fini de télécharger des conceptions, de jouer avec les couleurs et de visualiser les comportements de changement de couleur, il peut exporter les fichiers de fabrication et les découper dans un découpeur laser.

Qu'y a-t-il de si spécial dans la cellophane, de toute façon ? Les feuilles ont une propriété appelée biréfringence, ce qui signifie que lorsque la lumière passe à travers, la vitesse de la lumière est différente selon l'angle de propagation. Lorsque les feuilles sont placées dans un "sandwich" de deux polariseurs (matériau qui ne laisse passer que certaines polarités de la lumière tout en en bloquant d'autres), elles apparaissent colorées. Les couleurs que vous voyez dépendent de différents facteurs dans le matériau, comme l'épaisseur et l'angle du matériau par rapport aux deux polariseurs. Pour créer cet effet de changement de couleur, il vous suffit de faire pivoter l'image ou les polariseurs, car vous modifiez alors l'angle de propagation de la lumière.

"Peut-être qu'à l'avenir, puisque ces conceptions ne sont pas électroniques, elles pourraient permettre des applications sous-marines intéressantes, où vous placeriez ces types de mosaïques dans des endroits où il pourrait être difficile pour l'électronique de rester. C'est ce qui est spécial ici, que tous ces effets de changement de couleur sont mécaniques", explique Sethapakdi.

L'une des limites de Polagons est l'incapacité de représenter chaque couleur de l'arc-en-ciel de manière continue. L'équipe pense qu'une solution potentielle pourrait être de modifier le processus de fabrication pour prendre en charge un mode constant de construction des couleurs. Cela pourrait signifier imprimer en 3D un matériau biréfringent pour accéder à une palette plus étendue et avoir plus de contrôle sur les couleurs.

"En créant ce système, j'étais surtout intéressé à démocratiser cette forme d'art et à aider à préserver quelque chose qui pourrait n'être accessible qu'aux personnes qualifiées. Si quelque chose arrivait au créateur de ce principe de superposition, la famille d'Austine Wood Comarow, l'art mourrait-il alors avec eux ? Si nous n'avions pas un moyen de préserver cela ou de le continuer, alors vous perdriez quelque chose qui serait très précieux pour le monde", déclare Sethapakdi. "Je pense qu'il y a un réel avantage à construire ces systèmes qui démocratisent les formes d'art de niche. Nous espérons que cet outil pourra élargir la communauté des mosaïstes modernes à lumière polarisée. Puisque nous rendons ce processus accessible à un plus grand groupe d'utilisateurs, il peut ajouter de nouveaux matériaux programmables à la palette d'options dans [l'interaction homme-ordinateur]. "

Sethapakdi a récemment écrit un article sur Polagons aux côtés de Laura Huang '21, ancienne étudiante en génie mécanique du MIT et actuelle ingénieure en mécanique chez Neocis; Vivian Chan, étudiante en master à la Brown University et à la Rhode Island School of Design ; Mackenzie Leake, postdoctorant au MIT CSAIL ; Stefanie Mueller, professeure agrégée en EECS au MIT et chercheuse principale CSAIL ; Lung-Pan Cheng, professeur adjoint à l'Université nationale de Taiwan ; et Fernando Fuzinatto Dall'Agnol, professeur à l'Université fédérale de Santa Catarina. La recherche sera présente à la Conférence 2023 sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques (CHI 2023).

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