Las pantallas están por todos lados. Más allá de los televisores o los teléfonos móviles, se ven en las paradas de los autobuses de varias ciudades de España, en las fachadas de los edificios y hasta recubriéndolos por completo, como sucede en el gigantesco Sphere de Las Vegas gracias a un arquitecto zaragozano. ¿Qué pasaría si esas pantallas se adaptaran a la ropa y a cualquier objeto y pudiéramos controlar lo que muestran? Ese es el objetivo de quienes investigan en las texturas reprogramables, como Yunyi Zhu, estudiante de doctorado en el prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Junto a investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL), la Universidad de California en Berkeley y la Universidad de Aarhus (Dinamarca), Zhu ha desarrollado PortaChrome. Este sistema de iluminación portátil y puede cambiar en pocos minutos el color y las texturas de los objetos más diversos imaginables. Así, una taza de café, una camiseta, una mochila o unos auriculares pueden utilizarse para mostrar datos importantes o, simplemente, adecuarse a los gustos o las necesidades de los usuarios sobre la marcha.

El sistema, el más rápido y avanzado desarrollado hasta la fecha, cuenta con dos elementos clave. Por un lado, la superficie que desea ser reprogramada debe recubrirse con un tinte fotocrómico, una tinta invisible capaz de cambiar de color al recibir patrones de luz. Para poder emitirlos, los ingenieros han diseñado una superficie flexible, de sólo 6 mm de grosor, equipada con LED ultravioletas (UV) y rojos, verdes y azules (RGB). Así, una vez que el usuario crea un diseño y lo envía a PortaChrome a través de Bluetooth, la superficie original puede programarse como una pantalla multicolor capaz de mostrar, por ejemplo, información sobre la salud o diseños de moda dinámicos.  

De proyectores a pequeños LEDs

En un desarrollo previo llamado Photo-Chromeleon, el equipo de Zhu pulverizó pigmentos fotocrómicos (cian, magenta y amarillo, capaces de reaccionar tras ser iluminados) sobre distintos objetos. Utilizando proyectores, se hacían llegar patrones de luz de longitudes de onda específicas a esas superficies, lo que conseguía saturar y desaturar canales de color individuales. Así, pasados unos minutos, el objeto en cuestión cambiaba por completo su textura en alta resolución, lo que abría el camino a tener todo tipo de superficies reprogramables.

"PortaChrome ofrece una forma más cómoda de reprogramar el entorno",  asegura Zhu en un comunicado de prensa del MIT. "Comparado con nuestro anterior sistema basado en proyectores, PortaChrome es una fuente de luz más portátil que puede colocarse directamente sobre la superficie fotocrómica. Esto permite que el cambio de color se produzca sin intervención del usuario y nos ayuda a evitar contaminar el entorno con rayos UV. Como resultado, los usuarios pueden llevar su gráfico de frecuencia cardiaca en la camiseta después de hacer ejercicio, por ejemplo".

La otra gran ventaja de este sistema frente a otros es la velocidad a la que actúa. Al haber contacto directo entre el objeto y la fuente de luz, el cambio de colores se produce en menos de cuatro minutos de media, ocho veces más rápido que los resultados obtenidos con el Photo-Chromeleon.

Para fabricarlo, Zhu y sus compañeros recurrieron a cuatro elementos principales. El dispositivo portátil tiene una base textil flexible, una capa con las luces UV soldadas y otra con las RGB pegadas, y por último una capa difusora de silicona translúcida. Esta, además de proteger los LED, los dirige hacia píxeles individuales, que permiten iluminar con precisión el diseño elegido sobre la superficie de 'destino'.

Dada su flexibilidad, el dispositivo (que se puede fabricar en distintos tamaños), puede utilizarse para envolver todo tipo de objetos y garantizar que toda la superficie queda reprogramada. Otra opción es usarlo sobre paredes, mesas u otras superficies planas, donde se requieren paneles más grandes.

Para crear y transmitir distintos patrones al objeto en cuestión, los investigadores también han desarrollado un software específico de diseño gráfico en el que decidir el color de cada píxel para hacer todo tipo de dibujos. Otra opción es utilizar la API (interfaz de programación de aplicaciones) "para interactuar directamente con el dispositivo e incorporar diseños basados en datos" a través de Bluetooth.

Así, gracias a un algoritmo que calcula el tiempo de exposición a la luz de cada longitud de onda en cada píxel para lograr el patrón deseado, se puede sincronizar el dispositivo con wearables para monitorizar el estado de salud del usuario y mostrar los resultados de la forma más original y directa posible. 

Aplicaciones

Para demostrar la viabilidad de PortaChrome y sus posibles usos, Zhu y su equipo realizaron diversas pruebas. Por ejemplo, se cosió una unidad rectangular en el respaldo de una mochila y se aplicó tinte fotocrómico en la parte trasera de una camiseta. Un voluntario se puso la prenda y la mochila, por lo que ambas partes estaban en contacto directo, y realizó una caminata de senderismo. 

Para enviar los datos al sistema de control de PortaChrome, se usaron un sensor de altitud y otro de frecuencia cardiaca, cuyos resultados se mostraban en la camiseta. El cambio de color se realizó en 3 minutos y 52 segundos, con un gráfico de visualización en distintos tonos. 

Los técnicos del MIT también aprovecharon una estación de carga inalámbrica y la parte trasera de una tableta para comprobar las posibilidades del sistema. Gracias a esta disposición, se mostraban las dos mitades de un corazón acercándose a medida que el usuario alcanzaba su objetivo de entrenamiento semanal, con un tiempo de reprogramación de sólo 2 minutos y 21 segundos en completarse.

Otras veces lo único que se busca es personalizar visualmente un objeto o accesorio, como unos auriculares. Una curiosa aplicación son las férulas de muñeca, que suelen ser blancas, y gracias a este invento pueden reprogramarse para que combinen con el outfit del usuario. Para lograrlo, integraron PortaChrome en las mangas de una chaqueta: basta con elegir el color, ponérsela y esperar menos de dos minutos para obtener el resultado deseado.

Ahora, Zhu y su equipo trabajan en aumentar la velocidad de transformación de la textura de la superficie y en usar LEDs más pequeños, para conseguir mayor resolución e intensidad de luz. Así, en un futuro cercano, se podría cambiar el color del coche integrando PortaChrome en una funda textil, o tener ropa dinámica capaz de lucir un estampado diferente cada día.