Американские ученые представили систему 3D-печати, позволяющую создавать физические объекты, которые меняют свой внешний вид в ответ на механические воздействия — нажатие, скольжение или поворот — без использования встроенной электроники или датчиков.
Разработанная платформа ShiftLens объединяет два оптических слоя на поверхности изделия. Первый слой состоит из множества микроскопических линз, а второй представляет собой подложку с нанесенным рисунком. При смещении линзового слоя относительно подложки в поле зрения попадают разные фрагменты изображения, которые линзы увеличивают, создавая эффект смены визуального состояния. Механическое движение, необходимое для этого, может обеспечиваться как уже существующей функцией объекта (например, вращением крышки), так и добавленными элементами управления, вроде переключателей или роликов.
Автоматизация проектирования позволяет преобразовывать визуальные макеты, загруженные пользователем, в готовую к печати трехмерную модель. Разработанный инструмент самостоятельно рассчитывает оптические и механические параметры, что делает систему доступной для людей без инженерной или оптической подготовки. Весь объект изготавливается за один цикл на мультиматериальном 3D-принтере.
Потенциальные применения технологии разнообразны. В демонстрационных целях были созданы: бутылка для химикатов, меняющая цвет и пиктограмму в зависимости от того, закручена ли крышка, а также игровое поле для крестиков-ноликов, где символы переключаются поворотом ручки. По мнению авторов, система может быть полезна для создания уличных предупреждающих знаков, устойчивых к погодным условиям, упаковки, сигнализирующей о нарушении целостности при транспортировке, или даже элементов трубопроводов, визуально указывающих на место утечки.
В будущем разработчики планируют упростить интерфейс проектирования, сократив объем необходимых вводных данных от пользователя, а также расширить спектр поддерживаемых типов механических манипуляторов.
Читайте также: 3D-изображение движения электрона в молекуле приближает создание фемтосекундных видеороликов.