Interfacce su larga scala che cambiano forma potrebbero essere utilizzate per creare display interattivi o ambienti che possono essere adattati per soddisfare le esigenze degli utenti umani. Nonostante il loro potenziale, la creazione di questi sistemi si è finora rivelata impegnativa, in quanto possono essere costosi da costruire e richiedere uno spazio sufficientemente grande da consentire diverse configurazioni.

Ricercatori dell'ATLAS Institute dell'Università del Colorado Boulder, La Keio University e l'Università di Tokyo hanno recentemente creato una serie di blocchi modulari, soprannominato Lift Tiles, che può essere utilizzato per creare interfacce che cambiano forma su scala locale. Il design di questi elementi costitutivi unici, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, si ispira al meccanismo dietro le trombe da festa.

"Volevamo creare esperienze architettoniche mutevoli (dimensioni della stanza):pareti, pavimenti e mobili che possono essere organizzati e riorganizzati sotto il controllo del computer, "Ryo Suzuki, il dottorato studente dell'Istituto ATLAS che ha ideato il progetto, ha detto a TechXplore.

L'idea di utilizzare la pneumatica e gli attuatori gonfiabili per creare esperienze architettoniche a grandezza naturale risale agli anni '70, e più specificamente, a un progetto chiamato INFLATOCOOKBOOK, dal gruppo di architettura d'avanguardia Ant Farm. Più recentemente, molti altri designer e architetti hanno iniziato a utilizzare materiali gonfiabili per costruire display 3D su larga scala. Alcuni esempi degni di nota sono il cartellone 3D di Asif Khan, presentato alle Olimpiadi di Sochi nel 2014, e un'installazione realizzata dallo Scandinavian Design Group in Norvegia, costituito da un soffitto interattivo.

I ricercatori specializzati nello sviluppo di tecniche di interazione uomo-computer hanno anche studiato l'uso di pneumatici e altri materiali gonfiabili per creare display che cambiano forma. Però, la maggior parte delle interfacce risultanti sono di dimensioni relativamente ridotte o si basano su un design monolitico (ad es. formato da un unico blocco grande anziché da più blocchi piccoli).

L'interfaccia creata da Suzuki e dai suoi colleghi utilizza attuatori di grandi dimensioni, blocchi modulari. In contrasto con alcune delle interfacce proposte in precedenza, il loro design consente agli utenti di costruire facilmente display delle dimensioni della stanza e che cambiano forma, personalizzandoli in base alle proprie esigenze.

"I display 3D a grandezza naturale sono costosi e richiedono tempo da costruire, " Suzuki ha detto. "L'obiettivo principale del progetto LiftTiles è quello di consentire a designer e sviluppatori di costruire rapidamente e facilmente un prototipo funzionante di un'interfaccia che cambia forma delle dimensioni di una stanza in modo che loro (e noi) possano sperimentarlo prima di intraprendere il costoso e un processo dispendioso in termini di tempo per la costruzione di un prodotto robusto e finito."

I LiftTiles creati da Suzuki e dai suoi colleghi sono essenzialmente piastrelle quadrate di 30 cm che possono essere alzate e abbassate da 15 cm a 150 cm utilizzando un computer. Ogni piastrella viene sollevata individualmente gonfiando un tubo flessibile che viene arrotolato su una bobina a molla, simile al movimento di un corno da festa mentre si estende. Quando è sgonfio, lo stesso tubo si ritrae e si riavvolge, abbassando la piastrella.

I LiftTiles presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri elementi costitutivi utilizzati per creare interfacce mutaforma su larga scala. in primo luogo, le piastrelle pesano 10 kg ciascuna e sono abbastanza forti da sostenere altri 10 kg. Sono anche compatti e possono essere compressi fino a 15 cm.

Assemblare una singola piastrella, che comprende la piastrella stessa e il tubo flessibile, costa $8. LiftTiles potrebbe quindi essere una soluzione economica ed efficace per la creazione di prototipi funzionanti di interfacce che cambiano forma delle dimensioni di una stanza.

"Abbiamo sviluppato un design modulare a basso costo per attuatori pneumatici a bobina che sono piuttosto economici e abbastanza potenti da sollevare 10 kg, " ha spiegato Suzuki. "La combinazione delle sue caratteristiche rende LiftTiles adatto per la prototipazione di trasformazioni di forme su scala locale, poiché il loro design modulare e riconfigurabile consente a ricercatori e progettisti di costruire rapidamente diverse geometrie e di studiare le applicazioni".

I blocchi di costruzione basati su attuatori potrebbero presto essere utilizzati dai progettisti di tutto il mondo per costruire display di simulazione, in definitiva producendo una varietà di ambienti. Ad esempio, gli utenti potrebbero creare pavimenti che cambiano forma per mobili adattivi, pareti che cambiano forma per partizioni dinamiche e interfacce aptiche ambientali per esperienze VR immersive.

"Nei nostri studi, vorremmo trovare modi per rendere LiftTiles più veloce, " ha detto Suzuki. "L'estensione completa di un LiftTile richiede 16 secondi e la ritrazione completa richiede 4 secondi, troppo lento da sostenere, Per esempio, un gioco VR a grandezza naturale. Abbiamo anche in programma di condurre un workshop con ricercatori e designer (ad es. interior designer e architetti) per esplorare e prototipare le applicazioni di LiftTiles."

Nel futuro, Suzuki e i suoi colleghi hanno in programma di fornire le piastrelle con acustica, capacità capacitive e di rilevamento della pressione, migliorare le loro interazioni con l'ambiente circostante. Hanno anche intenzione di dare loro un aspetto più dinamico, ad esempio, installando luci a LED sulla loro superficie.

"Attualmente, controlliamo ogni LiftTile tramite un microcontrollore centrale, collegato con fili, e questo limita le disposizioni di LiftTiles sul pavimento, "Suzuki ha aggiunto. "Sostituire i fili con connessioni Wi-Fi ci consentirebbe di superare questa limitazione".

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