MIT最新研究成果FabObscura，将静态物体变成无需电子元件的动画展示。该工具可将日常物品转化为交互式视觉体验，支持多种图案与运动效果，并有望结合3D打印实现立体动态设计。由MIT CSAIL团队开发的FabObscura，正在为互动艺术、产品设计和教育展示开辟全新可能，推动3D打印与创意技术的融合创新。
剑桥MIT研究人员开发出FabObscura：让日常物体无需电子元件即可实现动画显示
位于剑桥的麻省理工学院（MIT）研究人员开发了一款名为 FabObscura 的工具，它可以将日常物体变成无需电子元件的动画显示装置。该工具基于传统的条栅动画（barrier-grid animations）原理构建，但进一步扩展了功能，支持复杂的图案，如锯齿形、圆形和放射状图案。研究团队目前正在探索将这些动画效果应用于3D打印，以创造出交互式的雕塑物体。
“我们的系统可以将一个看似静态、抽象的图像变成引人注目的动画展示，”MIT CSAIL研究员、论文第一作者 Ticha Sethapakdi 表示，“这款工具降低了创作条栅动画的门槛，同时帮助用户表达出各种以往需要大量手工时间才能实现的设计。”
该研究团队由Sethapakdi领导，成员包括 Mingming Li、Maxine Perroni-Scharf、Jiaji Li、Arvind Satyanarayan、Justin Solomon 和 Stefanie Mueller。他们将于 ACM用户界面软件与技术研讨会（UIST） 上展示他们的研究成果。
FabObscura：让物体具备交互动画效果
FabObscura 支持各种类型的条栅动画，使得显示效果可以根据观察角度或遮罩移动而发生变化。用户可以上传动画帧或选择预设序列，指定遮罩角度，实时预览设计，并将遮罩与图像打印在纸张或透明片上，用于制作诸如书籍、手机壳和相框等物体。
其中一个关键特性是：遮罩图案可以用任意连续的数学函数来表示，而不仅仅是直线。用户可以输入公式——例如常数函数用于水平线，或正弦函数用于波浪线——并实时观察遮罩如何在图像上移动。
该工具还支持“嵌套动画（nested animations）”，即根据遮罩移动方向显示不同的动画序列。例如，一辆汽车在垂直滑动时会旋转，而水平滑动时则显示为一辆旋转的摩托车。研究人员将这一特性应用于交互式物品，如：
杯垫：按压时切换图标；
瓶盖：旋转时显现出盛开的花朵。
尽管嵌套动画相比简单的条栅动画在视觉清晰度上可能有所降低，但研究团队提出了一些设计指南，如使用更少的动画帧和高对比度图像，以保持视觉效果的清晰锐利。未来，团队计划支持视频输入，实现自动帧选择，并将该技术扩展到3D物体上，通过3D打印实现立体化的动态展示。
MIT在3D打印领域的最新创新
MIT持续推动3D打印技术在传统应用之外的突破。2024年7月，MIT毕业生 Yiqing Wang 和 Biru Cao 发布了 FOODres.AI Printer——一款桌面级3D打印机，可将家庭食物废料（如香蕉皮、蔬菜残渣等）转化为可用物品。该项目结合了人工智能、实时材料分析与基于挤出的3D打印技术，起源于 MIT IDEAS社会创新挑战赛，该比赛支持由学生主导的环境与社会创新项目。
此外，MIT研究人员还在解决3D打印中的一个关键挑战：确保打印材料按设计性能运行。许多打印机难以精确匹配计算模型，导致成品在重量或强度上出现偏差。MIT土木与环境工程系 Gilbert W. Winslow副教授 Josephine Carstensen 解释道：“如果不考虑这些局限性，打印机可能会严重过量或不足地沉积材料，从而导致部件比设计更重或更轻，也可能对材料性能的预测产生较大误差。”
Carstensen团队开发了一种将打印限制纳入设计流程的方法，使数值模型与实验结果保持一致，从而确保材料性能的可预测性。相关研究发表于开放获取期刊 《Materials and Design》，论文由Carstensen与博士生 Hajin Kim-Tackowiak 共同撰写。
