Questo mese, 5, 000 lattine distintive di birra Fuzzy Logic appariranno sugli scaffali locali come parte del tentativo di Portico Brewing, con sede nel Massachusetts, di distinguersi nel mondo esteticamente competitivo della birra artigianale.

Le lattine presentano serie accattivanti di triangoli olografici che appaiono tridimensionali a determinati angoli. I bevitori curiosi potrebbero torcere le lattine e indovinare come Portico ha ottenuto la variazione, aspetto quasi splendente. Sono state utilizzate lenti o pellicole speciali? Gli effetti ottici sono il risultato di un costoso, pellicola olografica?

Si scopre che ci vogliono due dottorati del MIT per spiegare completamente la tecnologia dietro l'aspetto della lattina. Il design è il risultato della collaborazione di Portico con Lumii, una startup fondata da Tom Baran SM, dottorato di ricerca e Matt Hirsch SM, dottorato di ricerca

Lumii utilizza algoritmi complessi per posizionare con precisione decine di milioni di punti di inchiostro su due lati della pellicola trasparente per creare campi luminosi che ottengono gli stessi effetti visivi di pellicole e lenti speciali. I disegni aggiungono profondità, movimento, ed effetto cromatico alle confezioni, etichette, ID, e altro ancora.

"Descriviamo [la tecnologia] in modo diverso a diverse folle, " Dice Baran. "Puoi formulare questo come un problema di apprendimento automatico o un problema di elaborazione del segnale, ma fondamentalmente alla fine lo consideriamo un problema di ottimizzazione. Per produrre un'immagine tridimensionale, potresti posizionare punti di inchiostro in modo da ottenere una resa perfetta di un'immagine tridimensionale da una prospettiva. Quindi potresti ruotare la stampa e dire, "Beh, ora la prospettiva è spenta, quindi ho bisogno di riaggiustare tutti i punti, " e questo rovinerà le cose dalla prima prospettiva. Rendiamo possibile avere un'immagine tridimensionale utilizzando solo due strati di inchiostro da quante più prospettive possibili."

Lumii non gestisce le proprie macchine da stampa. Invece l'azienda sta collaborando con i produttori di imballaggi, che sono spesso sorpresi di apprendere che le macchine che utilizzano da decenni sono in grado di stampare disegni con effetti così speciali.

La collaborazione Portico è il primo progetto di Lumii nel packaging, e i fondatori sperano che serva come convalida tecnica per i grandi produttori che creano confezioni per i più grandi marchi del mondo.

"[I produttori di etichette Portico] utilizzano apparecchiature che possono iniziare da 5, 000 unità e salgono a centinaia di milioni all'anno, " dice Baran. "La nostra tecnologia può spazzare via le persone, ma le persone che stampano pacchi dicono, "Questo è bellissimo; devo solo assicurarmi di poterne fare cento milioni, se devo." Questo è ciò che fa questo progetto".

Tecnologia per gli effetti

Baran e Hirsch si sono conosciuti come studenti universitari alla Tufts University e sono rimasti in contatto quando sono venuti entrambi al MIT per la laurea. Il dottorato di ricerca di Hirsch il lavoro al Media Lab si è concentrato sull'utilizzo di algoritmi per far apparire tridimensionale qualcosa, senza macchine fotografiche fantasiose o schermi di visualizzazione.

"La sfida di far sembrare qualcosa in 3D non riguarda solo i pixel su uno schermo ma i raggi di luce nello spazio, " spiega Hirsch. "Per avere un'immagine 3D di qualità, per ogni pixel sul tuo schermo devi avere potenzialmente centinaia di punti di vista diversi per replicare una realtà, quindi il problema è più difficile del semplice utilizzo della forza bruta per costruire un sistema ottico più fine per rappresentarlo".

La ricerca di Baran su nuove classi di un campo della matematica chiamato ottimizzazione non convessa ha permesso a Lumii di elaborare trilioni di raggi luminosi per creare i suoi progetti.

Hirsch sapeva di voler avviare un'azienda attorno alla tecnologia su cui aveva lavorato per il suo dottorato di ricerca, e Lumii è stata ufficialmente costituita nel 2015 quando Baran si è unito.

I fondatori hanno ricevuto il sostegno del Venture Mentoring Service del MIT e del Fondo E14 affiliato a Media Lab.

Nel 2016, sono entrati in MassChallenge, dove hanno deciso di passare dai display digitali alla stampa, che rappresentava un mercato più grande ma un problema molto più complesso.

"Su un display digitale, 8K [o 8, 000 pixel] è ad alta risoluzione, " dice Baran. "Ma se prendo una rivista e ne strappo una pagina, Probabilmente sto trattenendo diversi miliardi di pixel su quella pagina."

Ancora, la dimensione dei vari settori della stampa commerciale li ha resi degni della complessità aggiunta. Ad esempio, Baran afferma che i beni di consumo confezionati da soli rappresentano un'industria da 200 miliardi di dollari.

"Quando abbiamo letto per la prima volta alcuni dei numeri per la stampa dei pacchi, abbiamo pensato, "Sembra pazzesco." Ma tutto ciò che compriamo, ogni prodotto che consumiamo, ha una qualche forma di linguaggio o etichetta su di esso, " dice Baran. "È così pervasivo che la gente non ci pensa nemmeno".

Un tipo di imballaggio su cui i fondatori si concentrano particolarmente è la guaina termoretraibile, l'onnipresente involucro di plastica che copre i prodotti, dai collutori alle bevande energetiche e ai detergenti spray. Lumii ha attirato l'attenzione anche nel settore della sicurezza per applicazioni come carte d'identità, che spesso si affidano a lamine costose per ottenere effetti olografici.

Addebitando una piccola commissione per i suoi progetti, Hirsch afferma che Lumii offre un notevole risparmio sui costi per i produttori di imballaggi rispetto all'utilizzo di fogli e lenti olografici che possono essere poco pratici per gli elevati volumi richiesti per gli imballaggi commerciali.

"Non ci sono molto spesso concorrenti diretti a quello che stiamo facendo, " Dice Hirsch. "Consideriamo la nostra tecnologia più complementare. Se stai usando qualcosa come un inchiostro dai colori vivaci, possiamo usare quell'inchiostro insieme alla nostra tecnologia."

Poiché gli algoritmi di Lumii sostituiscono le pellicole e altri materiali per etichette, possono anche rendere riciclabili bottiglie e lattine che prima non lo erano, un vantaggio che ha risuonato con molti potenziali clienti.

Un traguardo inebriante

Molti marchi di consumo esportano la produzione dei loro imballaggi a un gruppo di grandi produttori. Hirsch e Baran hanno impressionato alcuni di questi produttori con i loro progetti, ma è stato difficile inserirsi nelle linee di produzione.

"Una delle cose che abbiamo capito è che è davvero importante essere in grado di dimostrare alle persone che funzionerà sulla loro catena di montaggio, e ci sono sfide significative per convincere le persone a riservare del tempo per provare i tuoi esperimenti sulla loro linea, " dice Baran.

Questo è ciò che rende il progetto Portico così significativo per Lumii. Portico voleva un design accattivante per le sue nuove lattine Fuzzy Logic, ma non poteva cambiare i materiali o le attrezzature che stava usando. Le lattine utilizzano un manicotto termoretraibile di 45 micron di spessore, un materiale relativamente sottile che metterebbe alla prova la tecnologia di Lumii.

Quel materiale è utilizzato anche da molti grandi marchi di consumo e rappresenta quindi un modo perfetto per dimostrare il potenziale di Lumii per le grandi aziende in tutti i settori.

"Il progetto Portico è la verifica che ciò che stiamo facendo funziona con un materiale che può essere applicato in una vasta gamma di mercati diversi, " Dice Baran. "Solo il fatto che funzioni su quei tipi di materiali è un grosso problema per noi".

Ora che hanno i loro modelli sugli scaffali, i fondatori devono decidere come concentrare i loro sforzi per diffondere la tecnologia Lumii su confezioni ed etichette ovunque.

"Stiamo pensando, "Quali sono le industrie in cui possiamo avere il maggiore impatto?", dice Baran. "Possiamo vedere la reazione sui volti delle persone quando vedono la loro macchina da stampa stampare cose che sono 3D. Vogliamo portarlo in più posti".

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.