I muri intorno a noi non meritano molto, solitamente. Ma i nostri muri run-of-the-mill non serviranno più solo come un divisorio, non se un team di ricercatori della Carnegie Mellon University (CMU) e Ricerca Disney ha qualcosa a che fare con questo.

I ricercatori hanno trovato un modo per farlo convertire muri normali in pareti intelligenti capace di percepire il contatto umano e di rilevare gesti o persino l'uso di elettrodomestici.

Cosa porteranno le pareti intelligenti? I ricercatori ritengono che il sistema possa essere utilizzato in molti modi, tra cui il controllo dei videogiochi con gesti, la regolazione dei livelli di luce quando viene acceso un televisore o l'allarme di un utente che si trova in un'altra posizione quando una lavatrice o un bollitore elettrico sono spenti.

Il loro nuovo metodo di rilevamento, chiamato Wall ++, rende possibile la trasformazione con poche applicazioni di vernice conduttiva e alcuni componenti elettronici e, a circa $ 20 per metro quadrato, è relativamente economico da avviare.

La ricerca è guidata da Yang Zhang, uno studente di dottorato in CMU Human-Computer Interaction Institute (HCII), che è in programma di presentare un documento di ricerca sul sistema a CHI 2018, la conferenza sui fattori umani nei sistemi informatici, Aprile 21-26 a Montreal, Canada.

Perché i muri?

"I muri sono di solito la più grande superficie di una stanza, ma non li usiamo molto oltre a separare gli spazi, e forse trattenere immagini e scaffali" Chris Harrison, un assistente professore in HCII della CMU, ha detto in una dichiarazione.

"Quando l'internet delle cose e l'onnipresente computing diventano realtà, si è tentati di pensare che i muri possano diventare parti attive dei nostri ambienti di vita e di lavoro."

Mentre le soluzioni di rilevamento esistono, i ricercatori hanno cercato di svilupparne una che sia allo stesso tempo accessibile e non invadente.

"Ci sono molte soluzioni di rilevamento là fuori per migliorare una stanza con il rilevamento e il calcolo, ma possono essere costose e invadenti ", ha detto Zhang.

"D'altra parte, i muri sono già ovunque. Rappresentano il nostro ambiente di vita. Quindi, ci siamo chiesti all'inizio di questo progetto: possiamo rendere i muri intelligenti in modo che possano tenere traccia degli utenti e dell'uso delle apparecchiature? "

Con questi requisiti in mente, si sono messi alla ricerca di una soluzione che risponda alle aspettative.

"Abbiamo attraversato un esperimento multifase in cui abbiamo studiato le vernici, il materiale di supporto, i metodi di applicazione, gli smalti e il disegno", ha detto Zhang.

"Abbiamo ottimizzato i costi, la conduttività, la coerenza e l'efficienza e alla fine abbiamo scelto il metodo che abbiamo utilizzato."

Il metodo

Il metodo del team prevede l'uso di vernice conduttiva per creare elettrodi su una parete, il che rende possibile che il muro funzioni come un touchpad gigante che percepisce il tocco umano e un sensore elettromagnetico che rileva e tiene traccia di dispositivi elettrici ed elettrodomestici.

Per mantenere basso il costo, i ricercatori hanno usato una vernice a base d'acqua contenente nichel.

Hanno anche fatto in modo che il processo fosse facile da usare.

Come primo passo, hanno usato il nastro del pittore per creare un motivo a tratteggio incrociato su un muro simile a una griglia di diamanti, che hanno trovato essere il modello più efficace.

"Attraverso una serie di esperimenti e simulazioni con diversi modelli di elettrodi, abbiamo scoperto che questo produce il raggio di rilevamento più lungo", ha detto Zhang.

"Copre anche densamente la superficie del muro, il che rende meno probabile perdere i tocchi dell'utente".

Successivamente, hanno applicato due mani di vernice conduttiva utilizzando un rullo.

Quindi rimossero il nastro del pittore e collegarono gli elettrodi.

Il loro ultimo passo è stato quello di dipingere il muro con un top coat di vernice standard in lattice, che ha due scopi: farlo durare e tenere gli elettrodi nascosti.

Una volta collegati gli elettrodi, il muro diventa sia "rilevamento capacitivo" che "rilevamento elettromagnetico".

Il primo significa che il muro funziona come un tipico touchpad, quindi il tocco dell'utente altererebbe il campo elettrostatico del muro in quel punto.

Quest'ultimo significa che gli elettrodi possono rilevare le esclusive firme elettromagnetiche dei dispositivi elettrici o elettronici che sono in uso e identificare i dispositivi e le loro posizioni.

La capacità di rilevamento elettromagnetico del muro non è limitata solo ai dispositivi, secondo Zhang. Può anche tracciare la posizione di una persona che indossa un dispositivo con una firma elettromagnetica.

Qual è il prossimo passo?

I ricercatori hanno in programma di ottimizzare Wall ++ per il consumo di energia, ha detto Zhang. Attualmente, si stima che il sistema consumi circa la stessa potenza di uno schermo tattile standard.

Hanno anche intenzione di trovare un modo per ridurre ancora di più il costo del sistema.

"Anche se abbiamo abbassato il costo di due ordini di grandezza rispetto alle tecnologie touch screen esistenti, è ancora necessario uno sforzo maggiore per ridurre ulteriormente i costi per abbinare i fogli (ad esempio, ~ 1 cent per foglio)", ha affermato Zhang.

"Nonfiction di polpa è un esperimento di ricerca che mostra il potenziale dei documenti digitali monouso. "

Zhang ha aggiunto che il team ha "ancora molto lavoro da fare per renderlo commercialmente disponibile, il che potrebbe richiedere anni 2-3".

Il team di ricerca ha anche incluso Scott Hudson, un professore in HCII della CMU e due ricercatori della Disney Research - Alanson Sample e Chouchang (Jack) Yang.