观看水滴如何利用电能在表面跳舞

用计算机控制水会产生令人惊叹的效果。

想象一下,水滴被洒在锅的特氟龙表面上。由于重力作用,这些水滴会保持在原地,或者在你左右倾斜锅时移动。然而,麻省理工学院媒体实验室的研究人员创造了一个系统,通过该系统,设备上的水滴可以遵从计算机的指令,在水平表面上以受控的方式移动,就像棋盘游戏中的棋子一样。

该项目源于“在计算上重新配置物理物质”的愿望,该项目负责人、麻省理工学院媒体实验室研究科学家 Udayan Umapathi 说道。换句话说,就是采取一种物质——在此案例中是水——并通过计算机来操纵它的移动方式。

结果是一个 计算机控制系统,它正是这样做的:允许用户随意引导水滴在棋盘上移动,甚至将其与其他水滴合并。该系统利用一种名为“电润湿”的 19 世纪技术。该设备本身基于一块电路板,其表面由数百个镀金铜垫组成,下方有电线连接。在这些铜垫上覆盖着一层厚度为五微米的光滑塑料薄膜,顶层覆盖有特氟龙,以保持表面疏水性,这意味着水会被表面排斥,因此不会扩散成一摊脏乱的水。

向棋盘上的许多铜垫之一发送微弱的电流会产生一个正电荷,将水滴吸引到它那里。通过按特定顺序为铜垫充电,就可以将水滴拉向控制计算机的人想要的任何路径。你可以把它想象成在棋盘下面放一块磁铁来控制上面的金属棋子,只不过在这种情况下,他们使用的是连接计算机上的定制应用程序来控制水的行为。

那么,这有什么意义呢? Umapathi 表示,有趣之处在于以这种方式使用像水这样普遍却又迷人的物质。“[水] 具有所有这些美丽的特性,”他说,“但它并没有被用于计算机界面。” 他还看到了该技术在生物学方面的潜在应用,可以取代在实验中用移液器小心地移动或混合水滴的人类。

利用技术将物理世界与数字世界更紧密地结合起来,或者改变我们向设备输入信息的方式——超越了仅仅在电脑键盘、iPhone 屏幕上打字,或与 Alexa 等虚拟助手交谈——可以产生令人着迷的结果。麻省理工学院媒体实验室还公布了一项技术,该技术可以 检测你对自己无声说的话,而谷歌和李维斯则联手生产了一件夹克,你只需触摸它的袖子即可输入指令,并通过蓝牙将其传递给你的手机。

在这种情况下,该技术的部分理念是,它以一种来自大自然的物质创造出一种平静、舒缓的效果。“我们希望摆脱仅仅看着被困在玻璃后面的像素的想法,”他说,“我们希望人们能够与我们星球上最自然、最美丽的材料联系起来。”

“这是一种真正编程现实的方式,”他说,“你可以这样理解。”

 

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Rob Verger

技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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