Des interfaces à grande échelle qui changent de forme pourraient être utilisées pour créer des affichages interactifs ou des environnements pouvant être adaptés pour répondre aux besoins des utilisateurs humains. Malgré leur potentiel, la création de ces systèmes s'est avérée difficile jusqu'à présent, car ils peuvent être coûteux à construire et nécessitent un espace suffisamment grand pour permettre différentes configurations.

Des chercheurs de l'institut ATLAS de l'Université du Colorado à Boulder, L'Université Keio et l'Université de Tokyo ont récemment créé un ensemble de blocs de construction modulaires, surnommé LiftTiles, qui peut être utilisé pour créer des interfaces de changement de forme à l'échelle de la pièce. La conception de ces blocs de construction uniques, présenté dans un article pré-publié sur arXiv, s'inspire du mécanisme derrière les klaxons de fête.

« Nous voulions créer des expériences architecturales (taille de la pièce) changeantes :murs, sols et meubles pouvant être agencés et réaménagés sous contrôle informatique, " Ryô Suzuki, le doctorat étudiant à l'institut ATLAS qui a conçu le design, a déclaré TechXplore.

L'idée d'utiliser des actionneurs pneumatiques et gonflables pour créer des expériences architecturales de la taille d'une pièce remonte aux années 1970, et plus précisément, à un projet baptisé l'INFLATOCOOKBOOK, par le groupe d'architecture d'avant-garde Ant Farm. Plus récemment, plusieurs autres designers et architectes ont commencé à utiliser des matériaux gonflables pour construire des écrans 3D à grande échelle. Quelques exemples notables sont le panneau d'affichage 3-D d'Asif Khan, présenté aux Jeux olympiques de Sotchi en 2014, et une installation créée par le Scandinavian Design Group en Norvège, composé d'un plafond interactif.

Des chercheurs spécialisés dans le développement de techniques d'interaction homme-machine ont également étudié l'utilisation de pneumatiques et d'autres matériaux gonflables pour créer des écrans qui changent de forme. Cependant, la plupart des interfaces résultantes ont été de taille relativement petite ou reposent sur une conception monolithique (c'est-à-dire, formé d'un seul gros bloc plutôt que de plusieurs petits blocs).

L'interface créée par Suzuki et ses collègues utilise des actionneurs aussi grands, blocs de construction modulaires. Contrairement à certaines des interfaces proposées précédemment, leur conception permet aux utilisateurs de créer facilement des écrans de taille de pièce et de forme changeante, les personnaliser en fonction de leurs besoins.

« Les écrans 3D pleine grandeur sont coûteux et longs à construire, " a déclaré Suzuki. " L'objectif principal du projet LiftTiles est de permettre aux concepteurs et aux développeurs de construire rapidement et facilement un prototype fonctionnel d'une interface de changement de forme de la taille d'une pièce afin qu'ils (et nous) puissions en faire l'expérience avant de se lancer dans le coûteux et un processus fastidieux de construction d'un produit robuste et fini."

Les LiftTiles créés par Suzuki et ses collègues sont essentiellement des carreaux carrés de 30 cm qui peuvent être relevés et abaissés de 15 cm à 150 cm à l'aide d'un ordinateur. Chaque tuile est soulevée individuellement en gonflant un tube flexible qui est enroulé sur un enrouleur à ressort, ressemblant au mouvement d'un cor de fête lorsqu'il s'étend. Quand il est dégonflé, le même tube se rétracte et s'enroule à nouveau, abaisser la tuile.

Les LiftTiles présentent plusieurs avantages par rapport aux autres blocs de construction utilisés pour créer des interfaces de changement de forme à grande échelle. Premièrement, les dalles pèsent 10 kg chacune et sont suffisamment solides pour supporter 10 kg supplémentaires. Ils sont également compacts et peuvent être compressés jusqu'à 15 cm.

Assembler une seule tuile, qui comprend la tuile elle-même et le tube flexible, coûte 8 $. LiftTiles pourrait donc être une solution peu coûteuse et efficace pour la construction de prototypes fonctionnels d'interfaces à changement de forme de la taille d'une pièce.

"Nous avons développé une conception modulaire à faible coût pour les actionneurs pneumatiques à enroulement qui sont plutôt bon marché et suffisamment puissants pour soulever 10 kg, " a expliqué Suzuki. " La combinaison de ses caractéristiques rend les LiftTiles bien adaptés pour le prototypage de transformations de forme à l'échelle d'une pièce, car leur conception modulaire et reconfigurable permet aux chercheurs et aux concepteurs de construire rapidement différentes géométries et d'étudier des applications."

Les blocs de construction basés sur des actionneurs pourraient bientôt être utilisés par les concepteurs du monde entier pour construire des maquettes d'affichage, produisant finalement une variété d'environnements. Par exemple, les utilisateurs pourraient créer des sols à forme changeante pour les meubles adaptatifs, des murs qui changent de forme pour une partition dynamique et des interfaces haptiques environnementales pour des expériences VR immersives.

« Dans nos études, nous aimerions trouver des moyens de rendre les LiftTiles plus rapides, " a déclaré Suzuki. " L'extension complète d'un LiftTile prend 16 secondes et la rétraction complète prend 4 secondes, trop lent à supporter, par exemple, un jeu VR de la taille d'une pièce. Nous prévoyons également d'organiser un atelier avec des chercheurs et des concepteurs (par exemple, architectes d'intérieur et architectes) pour explorer et prototyper des applications de LiftTiles."

À l'avenir, Suzuki et ses collègues prévoient de doter les tuiles d'une acoustique, capacités capacitives et de détection de pression, en améliorant leurs interactions avec le milieu environnant. Ils prévoient également de leur donner une apparence plus dynamique, par exemple, en installant des lumières LED sur leur surface.

"Actuellement, nous contrôlons chaque LiftTile via un microcontrôleur central, connecté avec des fils, et cela limite les dispositions des LiftTiles au sol, " a ajouté Suzuki. " Remplacer les fils par des connexions Wi-Fi nous permettrait de surmonter cette limitation. "

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