Gambar yang berubah melalui panas | Berita MIT

Para peneliti di kelompok MIT Profesor Stefanie Mueller telah menghabiskan sebagian besar dekade terakhir mengembangkan berbagai teknik komputasi yang bertujuan untuk menata ulang bagaimana produk dan sistem dirancang. Sama seperti platform seperti Instagram yang memungkinkan pengguna memodifikasi foto 2-D dengan filter, Mueller membayangkan sebuah dunia di mana kita dapat melakukan hal yang sama untuk beragam objek fisik.

Dalam makalah akses terbuka yang baru, timnya di Laboratorium Ilmu Komputer dan Kecerdasan Buatan (CSAIL) MIT telah mendemonstrasikan teknik pencetakan baru seperti ini – yang mereka sebut “Termokromorf” — yang menghasilkan gambar yang dapat berubah warna saat dipanaskan.

Dipimpin oleh penulis pertama dan mahasiswa doktoral teknik elektro dan ilmu komputer MIT Ticha Melody Sethapakdi SM ’22, para peneliti mengatakan bahwa mereka dapat membayangkan metode mereka diterapkan dengan cara yang artistik dan fungsional, seperti cangkir kopi yang memperingatkan jika ada cairan terlalu panas, atau kemasan obat-obatan atau makanan mudah rusak yang dapat menunjukkan apakah produk telah disimpan pada suhu yang aman.

Apa yang disebut bahan “termokromik” yang secara visual berubah seiring suhu bukanlah hal baru — Anda dapat melihat contoh pada minuman konsumen seperti Kokas Dan Cahaya Coor yang menunjukkan label “siap minum” saat didinginkan. Namun contoh seperti itu dalam pemasaran produk secara tradisional hanya terbatas pada satu warna saja. Dengan menggunakan tinta dengan karakteristik yang saling melengkapi – satu set tinta berubah dari bening menjadi berwarna, dan satu set lagi dari berwarna menjadi bening – Sethapakdi mengatakan bahwa dia dan rekan-rekannya “akhirnya memanfaatkan proses pencetakan penuh warna, yang membuka banyak kemungkinan. untuk mendesain dengan bahan termokromik.”

Para peneliti bekerja dengan beberapa seniman visual untuk mengajari mereka menggunakan Thermochromorph, dan kemudian meminta umpan balik dan bertukar pikiran tentang konsep dan teknik naratif baru yang dapat diperoleh dengan alat tersebut, seperti kartu pos yang dapat berubah warna yang dapat menceritakan kisah-kisah berurutan dengan cara yang lebih kompak dan dinamis. Salah satu peserta bahkan berencana menggunakan Thermochromorph untuk membuat perangkat sains pendidikan yang bertujuan untuk mengajarkan siswa tentang makhluk laut yang berubah warna.

Tim mengembangkan metode mereka untuk diterapkan secara khusus pada “pencetakan relief,” suatu bentuk awal seni grafis yang melibatkan ukiran desain ke dalam blok bahan, mengaplikasikan tinta atau pigmen ke dalamnya, dan kemudian mentransfer gambar ke kertas atau permukaan lain.

Sethapakdi mengatakan bahwa, dibandingkan dengan teknik seperti sablon, pencetakan relief “lebih ringan” dan dapat dilakukan dengan lebih sedikit pengaturan dan bahan yang lebih sedikit, sehingga memungkinkan proses iterasi yang lebih cepat dan berisiko rendah. Seniman seperti Pablo Picasso dan Salvador Dalí telah menggunakan berbagai pendekatan terkait dalam karya mereka, seperti pencetakan potongan kayu dan linocut.

“Kontribusi utama kami adalah menerapkan bahan-bahan baru ini ke dalam proses seni tradisional, dan mengeksplorasi bagaimana seniman dapat menggunakannya sebagai bagian dari praktik mereka,” kata Sethapakdi, penulis utama artikel terkait. kertas yang baru-baru ini dipresentasikan di SIGGRAPH Asia di Tokyo.

Komponen pengubah warna juga tidak harus berasal dari sumber pemanas atau pendingin eksternal yang aktif seperti, misalnya, lemari es atau kompor listrik; menggunakan tinta termokromik dengan suhu aktivasi yang lebih rendah dapat menghasilkan perubahan termal yang lebih halus dengan sentuhan manusia. Sethapakdi mengatakan dia bahkan dapat membayangkan menerapkan proses baru ini untuk menciptakan permukaan interaktif atau “antarmuka” analog dinamis yang berubah secara visual sebagai respons terhadap sentuhan.

Thermochromorph menggabungkan proses digital dan analog dalam bentuk, di satu sisi, pencitraan CMYK dan pemotongan laser, dan, di sisi lain, pembuatan grafis manual dan tinta termokromik. Fabrikasi melibatkan empat langkah inti:

1. Persiapan blok: Balok kayu keras padat digunakan untuk Thermochromorph. Balok-balok tersebut dipotong dengan laser dan diukir dengan desain yang diinginkan, lalu dibilas dengan air untuk menghilangkan partikel yang tersisa.
2. Penintaan pada blok: Pertama, selapis tipis tinta disebarkan secara merata ke atas pelat menggunakan brayer karet. Kemudian tinta dipindahkan dari brayer ke balok kayu.
3. Registrasi: Jig registrasi digunakan untuk memposisikan balok kayu guna memastikan lapisan tinta yang berbeda disejajarkan dengan benar. Permukaan pencetakan, seperti kertas, kemudian ditempatkan di atas balok dan diamankan.
4. Mencetak gambar: Mesin cetak digunakan untuk memberikan tekanan merata pada seluruh permukaan pencetakan dan memindahkan tinta dari blok ke permukaan. Gambar panas dicetak terlebih dahulu, baru kemudian gambar dingin. (Jika perlu, tinta tambahan dapat diterapkan ke area tertentu pada blok untuk menyempurnakan hasil cetak.)

Tiga cetakan yang digunakan tim untuk mendemonstrasikan teknik mereka adalah satu set bingkai dari komik Batman, label yang menggambarkan ikan dan kerangka di bawahnya, dan gambar subjek laki-laki baik dalam profil maupun dilihat dari depan. (Untuk yang terakhir, seiring perubahan suhu, sudut pandang secara bertahap bergeser, memberikan efek gerakan.)

Perlu dicatat bahwa Thermochromorph memang memiliki beberapa potensi keterbatasan terkait resolusi gambar dan kualitas cetak. Secara khusus, resolusi gambar dibatasi oleh ukuran titik terkecil yang dapat diukir oleh pemotong laser tim. Teknik seperti sablon akan mengimbangi hal ini, namun dengan kelemahan tambahan yaitu membutuhkan lebih banyak waktu dan bahan. Dalam hal kualitas cetakan, pigmen tidak sepenuhnya terlihat dalam keadaan ‘bening’, yang berarti bahwa kejelasan transisi bergantung pada seberapa tebal lapisan tinta yang diterapkan selama pembuatan cetakan. Meskipun masalah ini bersifat intrinsik pada sifat-sifat pigmen, Sethapakdi mengatakan bahwa untuk iterasi mendatang, tim berencana mengeksplorasi teknik pemrosesan gambar yang berbeda untuk memodifikasi overlay pola halftone untuk gambar panas dan dingin, yang dapat membantu mengurangi artefak visual ini. .

Sethapakdi dan Mueller ikut menulis makalah baru ini bersama Juliana Covarrubias ’24, mahasiswa pascasarjana MIT di bidang seni dan sains media Paris Myers, mahasiswa PhD Universitas California di Berkeley, Tianyu Yu, dan Ilmuwan Riset Adobe Mackenzie Leake.