Paint job forvandler vægge til sensorer, interaktive overflader

Vægge er, hvad de er – store, kedelige skillevægge. Med nogle få påføringer af ledende maling og noget elektronik, imidlertid, vægge kan blive smart infrastruktur, der fornemmer menneskelig berøring, og registrere ting som fagter, og når apparater bruges.

Forskere ved Carnegie Mellon University og Disney Research fandt ud af, at de kunne forvandle dumme vægge til smarte vægge til relativt lave omkostninger - omkring $20 pr. kvadratmeter - ved hjælp af simple værktøjer og teknikker, såsom en malerrulle.

Disse nye funktioner kan gøre det muligt for brugere at placere eller flytte lyskontakter eller andre kontroller hvor som helst på en væg, der er mest praktisk, eller til at styre videospil ved at bruge bevægelser. Ved at overvåge aktiviteten i rummet, dette system kan justere lysniveauet, når et tv er tændt, eller advare en bruger et andet sted, når en vaskemaskine eller elkedel slukker.

"Vægge er normalt det største overfladeareal i et rum, men vi gør ikke meget brug af dem andet end at adskille rum, og måske holde billeder og hylder op, " sagde Chris Harrison, adjunkt i CMU's Human-Computer Interaction Institute (HCII). "Når tingenes internet og allestedsnærværende databehandling bliver til virkelighed, det er fristende at tro, at vægge kan blive aktive dele af vores bo- og arbejdsmiljø."

Yang Zhang, en ph.d. studerende i HCII, vil præsentere et forskningspapir om denne sansetilgang, kaldet Wall++, på CHI 2018, konferencen om menneskelige faktorer i computersystemer, 21-26 april i Montreal.

Forskerne fandt ud af, at de kunne bruge ledende maling til at skabe elektroder på tværs af overfladen af ​​en væg, gør det muligt at fungere både som en touchpad til at spore brugernes berøring og en elektromagnetisk sensor til at registrere og spore elektriske enheder og apparater.

"Væggene er store, så vi vidste, at uanset hvilken teknik, vi opfandt til smarte vægge, skulle det være billigt, " sagde Zhang. Han og hans kolleger undlod således dyre maling, såsom dem, der indeholder sølv, og plukket en vandbaseret maling indeholdende nikkel.

De ønskede også at gøre det nemt at påføre den specielle belægning med enkle værktøjer og uden særlige færdigheder. Ved hjælp af malerbånd, de fandt ud af, at de kunne skabe et skraveret mønster på en væg for at skabe et gitter af diamanter, som test viste var det mest effektive elektrodemønster. Efter at have påført to lag ledende maling med en rulle, de fjernede tapen og tilsluttede elektroderne. De afsluttede derefter væggen med et toplag af standard latexmaling for at forbedre holdbarheden og skjule elektroderne.

Elektrodevæggen kan fungere i to tilstande – kapacitiv sensing og elektromagnetisk (EM) sensing. I kapacitiv sansning, væggen fungerer som enhver anden kapacitiv touchpad:når en person rører ved væggen, berøringen forvrænger væggens elektrostatiske felt på det tidspunkt. I EM-sensortilstand, elektroden kan detektere de karakteristiske elektromagnetiske signaturer fra elektriske eller elektroniske enheder, gør det muligt for systemet at identificere enhederne og deres placeringer.

Tilsvarende hvis en person bærer en enhed, der udsender en EM-signatur, systemet kan spore den pågældende persons placering, sagde Zhang.

Wall++ er ikke blevet optimeret til energiforbrug, Zhang sagde, men han vurderede, at elektroderne i vægstørrelse bruger omtrent lige så meget strøm som en standard berøringsskærm.