哇!不用手也可以控制水滴,真神奇

文章作者:bianji3 | 2018-04-28
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      近日麻省理工学院媒体实验室的研究员Udayan Umapathi开始在一个平静的界面上工作,这个界面与我们周围的物理元素有更密切的联系 - 使用水滴。Umapathi与他的同事们(包括工程师和交互设计师)一起,为他的毕业论文作品创作了一个称为Programmable Droplets(可编程水滴)的项目。

      这个想法是精确控制水滴,沿着轨道移动它们,并合并它们或使它们变形。

      Liquavista公司推出采用专利电润湿技术的显示器平台Liquavista ColorBright。该款显示器专为直接驱动字段型显示应用而设计,如手表及手机显示屏等。产品将出色的自然光亮度与栩栩如生的色域独特地结合在一起,为电子产品设计创新人员提供了全新的可读性与自由的设计空间。润湿(Electrowetting)技术利用油与水界面固有的自然力以及为利用这些力量而开发出的方法。

     这种显示技术是由Philips门下的专业显示器厂商Liquavista公司研制出来的,其研究成果发表在2003年第8期的Nature杂志上,Philips已经拥有了这项技术的专利。Philips的这项专利使用了一种可以把水从表面排除、以油膜作为介质的高疏水材料,形成分离的油相和水相,抗水表面的湿润效果可以使用电压来改变(故名电润湿),令表面变得更亲水(湿润)。由于原先抗水的表面现在变得更吸水,油层不得不改变其形式。这种界面属性控制是电润湿应用的基础。在形成显示时,电润湿原则可被用来建立一个像素调制器。当不同像素被独立激活以创建影像时,油被染上一种颜色,从而形成显示。在原则上可以给予像素任何想要的颜色,从而获得各种显示结果。

     作为一种反射式显示技术,电润湿显示器的光反射效率超过50%,因此,亮度比LCD高两倍,在强阳光下仍可观看。同时,电润湿显示器无需偏光片、无需极化,没有视角范围限制,所有可视角度皆表现稳定。最重要的是,由于消除了背光照明,所以可以显著降低功耗,功耗只有相同尺寸的LCD屏的1/10

     这可以通过一种称为电润湿(electrowetting)的技术来实现,该技术允许使用电场来操纵电介质材料。Umapathi解释称,当他带领Neil Gernshenfeld教授参加 “ 信息技术物理学 ”课程时,他首先研究了用于编程砂粒 的物理学,并且他们的讨论导致了这种推论可能也适用于水的想法。

     Umapathi自称是一名实验物理学家,他会如何使用这些可编程水滴呢?他解释说,充分利用水的物理特性的创造性艺术装置有很大的空间。

      水滴可以携带生物和化学物质。因此,如果您可以通过程序控制它们,您可以通过一段代码执行化学和生物学实验,而无需碰触任何手动工具。我们的工作在生命科学中找到了许多应用,特别是在生物技术领域。

     我们正在努力实现使用我们的系统创建动力学装置的目标,在这里我们可以编排数百个甚至数千个水滴的运动。想象一下,数千个水滴在一起跳舞,难道不会让人着迷吗?

     Umapathi也热衷于为人们创造交互模式:

     如果你看过导演吉尔莫·德尔·托罗最近的奇幻剧情电影《水形物语》(《 The Shape of Water》,你会记得有一个美丽的场景,艾丽莎用她的手指在玻璃上控制水滴。我们希望将技术发展到一定水平,以便这能够成为现实,创造出这种奇幻场景。除此之外,他解释说,该小组还正在 开发“生物学中的各种应用,以实现在合成生物学和药物发现领域无法实现的用例。”

 

 

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