電子部品なしで表示が変わる3Dプリント技術

センサーもディスプレイも不要、3Dプリンターで造形した部品そのものが状態を知らせる新技術

米マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究チームは、電子回路やセンサーを使わず、物体の状態や操作に応じて表面の色や模様を変えられる3Dプリントシステム「ShiftLens」を開発した。

ShiftLensの特長は、見る角度によって絵柄が変わるカードなどにも使われる「レンチキュラーレンズ」の仕組みだ。微細なレンズ層の下に複数の画像を細い帯状に配置し、2つの層の位置をわずかにずらすことで、表面に見える色や記号を切り替える。
従来のレンチキュラー表示が主に見る角度によって画像を変化させるのに対し、ShiftLensはこの原理を物体の動きと組み合わせた。キャップを回す、部品を押す、スライドさせるといった操作によって内部のレンズ層が移動し、その状態に対応した表示が現れる。つまり、電子ディスプレイを搭載しなくても、物体そのものが現在どの状態にあるのかを知らせることができる。

研究チームは実証例として、危険な薬品を入れるボトルを製作した。キャップを正しく締めると緑色のチェックマークが表示され、緩んでいる場合は赤色の警告マークが現れる。また、ノブを回すことで「X」「O」「空白」の表示を切り替えられる三目並べなども試作している。
こうした光学構造と可動機構は、マルチマテリアル対応3Dプリンターを利用して一体造形できる。さらに研究チームは、表示したい画像や物体の形状などを入力すると、必要な内部構造を生成できる設計ツールも開発しており、複雑な光学設計をより手軽に利用できる環境を目指している。