MIT开发可编程墨水，让你的AJ“色随心变”

来源丨大数据文摘（ID：BigDataDigest）

作者丨李雷、曹培信

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）又双叒出黑科技了！
想像变色龙一样，随时随地改变颜色吗？

CSAIL团队成功模仿了变色龙的能力，他们开发出一种可编程墨水系统，让物体可以在紫外线（UV）和可见光的照射下改变颜色。
这款可重编程墨水系统可用于任何物体，比如手机壳：

或者是汽车：

甚至是你新买的AJ：

混合型光致变色染料，三步可以让物体轻松变色

这款可编程墨水系统名为“PhotoChromeleon”，使用的是一种混合型光致变色染料。这种染料可以在受到光源激发后改变颜色，并且这一变色过程完全可逆，因此可以无限次重复。
所以以后只要买一双AJ，就可以得到无数不同颜色的AJ了吗？恐怕真的可是实现。
该项目相关论文的主要作者CSAIL博士后Yuhua Jin说：“这种特殊的染料可以提供各种颜色定制，从而提高制造效率并减少总体浪费，所以用户可以每天对自己的物品及其外观进行个性化设置，而无需多次购买同款但不同色的商品。”
除了Yuhua Jin，这个项目的合作者还有Isabel Qamar和Michael Wessely，MIT教授Stefanie Mueller也认为：“通过让用户随心所欲地对其拥有的物品进行个性化定制，可以节约大量资源，并且这种充满创造性的改变可以反复进行，无穷无尽。”
使用这一系统一共可以分为三步：调制颜料、硬件设置、软件编程。
首先是调制颜料，首先用漆料分别与红、黄、绿三种光致变颜料混合，然后等比例混合，再喷涂到物体上。

第二步进行硬件设置，需要用到UV光源和DLP投影仪。

第三步就是对进行软件编程，控制物体表面的染料在UV光源下的显示。

然后，打开光源，就可以看到一只不仅会变色，还能分块变色的“变色龙”诞生了！

福特出资，未来有望用于汽车

PhotoChromeleon项目的前身是该团队的另一个项目——“ ColorMod”，ColorMod使用3D打印机制作可以改变颜色的物品。但是“ ColorMod”还存在一定的局限性，例如可选配色方案太少及分辨率过低，团队决定另辟蹊径。
ColorMod系统需要打印物体上的每个像素点，因此颗粒感比较强。就颜色而言，每个像素只有透明和纯色两种变化。因此，蓝色染料在激活时只能从蓝色变为透明，而黄色染料只能显示为黄色。
而升级后的PhotoChromeleon可以绘制任意图案，无论是斑马的花纹还是延绵的风景，又或者是多彩的火焰都可以做到。
研发团队通过将绿色、红色和黄色（CMY）的光致变色染料混入可喷涂溶液来生成染料，省去了打印每个3D像素这一费时费力的过程。在了解了每种染料如何与不同波长的光相互作用后，该团队可以通过激活和停用相应的光源来控制每个颜色通道。
具体来说，就是使用三种具有不同波长的光来分别消除每种原色。例如，大部分蓝光会被黄色染料吸收并失效，而红色和青色会保留下来，从而产生蓝色。而红色通常会吸收绿光并使其失效，然后黄色和青色都将保留，从而产生绿色。
用这样的染料喷涂物体表面后，用户只需将物体放在装有投影仪和紫外光灯的装置中即可。紫外光控制各颜色的透明度，而投影仪则根据需要调节色彩饱和度，光线激活不同的颜色形成新的图案。如果对生成的图案不满意，只需使用紫外光将其擦除，然后就可以重新开始。
软件编程界面也是该团队自己研制的，可自动处理喷涂物品的设计图案。用户可以加载他们自己的草图，然后程序会将其映射到物品上，以便灯光发挥作用。
尽管PhotoChromeleon的色域更广，但光致变色染料并不能合成所有颜色。例如，红色或绿色就不容易合成，因此研究团队只能采用最相近的颜色。他们计划与材料学家合作，进一步开发出改良的染料。
值得一提的是，该项目由福特汽车公司提供资金支持，由福特研究与创新中心授予发布许可，未来有望在福特汽车上使用。
福特汽车公司可持续发展和新兴材料技术专家Alper Kiziltas表示：“我们相信，将新颖的多光致变色染料结合到传统材料中，可以减少制造汽车零件所需的成本和时间，从而提升福特汽车增加利润。”
福特一直以协作联盟的形式MIT共同研发ColorMod 3-D技术。Alper Kiziltas还说：“这种染料可减少生产多色零件所需的步骤数，或者提高色彩的耐风化及耐紫外线降解的特性。也许有一天，我们还可以一时兴起搞个个性化定制车辆。”

在MIT，万物皆可编程

MIT以计算机专业的强大而广为人知，许多MIT的计算机类公开课程也成为全球程序员的学习“宝典”。
除了上文所说的可编程墨水，MIT还出过一款可编程水滴（Programmable Droplets），这款水滴可以根据人们的设定按照既定轨道精准移动，还能让水滴进行“加减运算”，如合并、分裂、变形等。

包括此前，也是CSAIL的一个团队开发出一种“可编程的粘弹性材料”（PVM），通过程序可以设定材料的阻尼水平，精确控制冲击力吸收程度，这种材料可以用作可编程的减震材料。
PVM可以使用一个标准的3D打印机打印出来，研究人员在打印过程中结合固体、液体以及Stratasys公司的TangoBlack+橡胶材料打印出来，通过喷墨技术来逐层沉积不同材料的滴液，然后用紫外光来固化这些材料。

在MIT CSAIL，可以说是万物皆可编程。作为一个成立于2003年的学院，CSAIL是麻省理工学院最大的实验室，研究领域涉及电气工程，计算机科学，数学，航空航天，脑和认知科学，机械工程，媒体艺术与科学，以及地球、大气和行星科学部门。
整个实验室有50个研究组在同时进行着数百个项目，CSAIL研究人员集中在寻找创新办法，使系统和设备运行更快，更好，更安全，更方便，更有效地造福人类。
从机器人到航天设备再到人工智能，MIT CSAIL始终走在技术的最前沿，许多新奇的项目都诞生在这里，难怪有人说MIT CSAIL是“天才”和“疯子”组成的实验室，比黑科技公司还要黑科技！

相关报道： https://www.csail.mit.edu/news/objects-can-now-change-colors-chameleon

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