可生物降解的交互材料
人机交互
2024-04-05 v1
摘要
触觉是我们与物理和数字世界交互的基础。传统的交互表面和触觉界面使用嵌入物体的电子传感器，然而这种方法对环境可持续性以及将信息编码到日常物体中的真正泛在交互系统的未来提出了严峻挑战。在本工作中，我们提出了可生物降解的交互材料：利用材料属性中编码信息的可在后院堆肥的交互界面。受自然系统启发，我们提出了一种架构，以编程方式将多维信息编码到材料本身，并将其与可穿戴设备相结合，扩展人类感官以感知嵌入的数据。我们将来自植物和藻类（如小球藻）的未精制生物物质与石墨和磁铁矿等天然矿物相结合，生产出具有不同电学、磁学和表面性质的材料。我们使用物理模型、计算模拟和真实世界实验进行深入分析，以表征其信息密度并开发解码方法。我们的无源、无芯片材料可以稳健地编码 12 位信息，相当于 4096 个独特的类别。我们进一步开发了可穿戴设备原型，可以使用现成的传感器在触摸交互过程中解码这些信息。我们展示了定制按钮、触觉地图和交互表面等示例应用。我们进一步证明了这些交互材料在户外 21 天内自然降解，并对该方法的益处进行了比较环境分析。
引用
@article{arxiv.2404.03130,
title = {Biodegradable Interactive Materials},
author = {Zhihan Zhang and Mallory Parker and Kuotian Liao and Jerry Cao and Anandghan Waghmare and Joseph Breda and Chris Matsumura and Serena Eley and Eleftheria Roumeli and Shwetak Patel and Vikram Iyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03130},
year = {2024}
}