Drukowanie 3D złudzeń optycznych w nanoskali

Cytosurge jest spółką typu spin-off z ETH Zurich, znaną z technologii druku 3D FluidFM, która została skomercjalizowana i przyjazna konsumentowi za pośrednictwem drukarki FluidFM 3D. FluidFM to metalowa technika druku 3D zdolna do tworzenia komponentów na poziomie nano. Obejmuje ruchomą pipetę, zamontowaną na wspornikowej resordzie piórowej, przez którą płynny metalowy roztwór przepływa i wychodzi przez otwór o wielkości 300 nanometrów. Elektroda wytwarza napięcie pod aperturą, która zestala metal przy wyjściu z dyszy. Gdy szczelina między powierzchnią a pipetą wypełni się stałym metalem, pipeta przesunie się do następnej pozycji i powtórzy proces. W ten sposób budowany jest obiekt 3D.

Technologia FluidFM została zastosowana do wielu zastosowań, od nanodruku metalowego po badania medyczne, a teraz została zastosowana do czegoś nowego: tak zwanych niemożliwych obiektów. Nie mylić z firmą Impossible Objects, niemożliwym obiektem jest złudzenie optyczne dwuwymiarowego obiektu, który jest interpretowany przez widza jako obraz 3D. Wydaje się również mieć zupełnie inny kształt, patrząc z różnych perspektyw. Rysunki M.C. Escher to przykłady takich obiektów, a teraz profesor Kokichi Sugihara, matematyk z Uniwersytetu Meiji, znalazł sposób na drukowanie obiektów 3D za pomocą technologii FluidFM.

Sugihara ma długą historię w inżynierii matematycznej, po uzyskaniu tytułu licencjata, magistra i doktora inżynierii na Uniwersytecie Tokijskim. Pracował w Laboratorium Elektrotechnicznym w Ministerstwie Międzynarodowego Handlu i Przemysłu Japonii, Uniwersytecie w Nagoya i na Uniwersytecie Tokijskim, zanim przeszedł do swojej obecnej pozycji na Uniwersytecie Meiji. Wykonał wiele pracy przy komputerowej wizji i ta praca doprowadziła go do eksperymentów z niemożliwymi obiektami lub niemożliwymi ciałami stałymi.

"Trompe l'oeil, odnosząc się do gatunku sztuki, jest malowany za pomocą optycznego iluzje ", wyjaśnia Sugihara. "Pewnego dnia próbowałem potwierdzić, czy moje oprogramowanie stwierdza, że ​​niemożliwe jest skonstruowanie brył z obiektów stereoskopowych przedstawionych w trompe l'oeil. Niespodziewanie oprogramowanie odtworzone bryły, których nigdy nie mogliśmy sobie wyobrazić, jest możliwe dzięki ludzkim oczom. Ten interesujący rezultat zainspirował mnie do stworzenia "niemożliwych brył". Wizualizujemy obiekt 3D z rysunku 2D na podstawie z góry założonego założenia, które uzyskuje się poprzez zdrowy rozsądek i doświadczenie wizualne. Theobiekty stereoskopowe w trompe l'oeil są malowane przez wykorzystanie tych z góry założonych założeń i wydają się nam mało prawdopodobne, aby istniały. Jednak na komputer nie ma wpływu żadne założenie. Komputer analizuje każdą możliwość w celu odtworzenia obiektu 3D i stwierdza, że ​​jest "w stanie to zrobić". Zastosowałem tę teorię również do stworzenia niemożliwego ruchu. " CD3D .

Sugihara trzykrotnie wygrał konkurs" Najlepsza iluzja roku "i dwukrotnie zajął drugie miejsce. Teraz połączył się z Cytosurge, by wydrukować 3D jedną z tych iluzji w trzech nanometrowych rozmiarach: o średnicy 0,1 mm, 0,03 mm i 0,01 mm lub o wielkości czerwonej krwinki. Maleńkie obiekty zostały wydrukowane w 3D z miedzi. Przedmioty zostały zilustrowane w wysokiej rozdzielczości za pomocą mikroskopu elektronowego i można zobaczyć iluzję pod różnymi kątami poniżej: