電気分解を利用したユビキタスなディスプレイ手法の研究

利用电解的普适显示方法研究

基本信息

批准号：
21J13365
负责人：
石井綾郁
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Ochanomizu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

身近な実物体に対し電気分解を起こすことで情報表示を行う手法の確立を目的とし，複数の情報表示デバイスの提案／開発を行った．具体的には， (1) 電気分解により生成するイオンを画素として利用しカラー表示するディスプレイと (2) 電気分解により生成する泡を利用しアート表現への応用を模索するディスプレイの実装を行った．(1) では，カラー表示のためにpH応答性のある呈色指示薬を利用した．これを電解液に添加し電気分解を行うことで，電極周辺でのカラードットの生成を実現した．また，パターン表示後に逆向きに通電し電極の極性を反転させることで表示色を薄め，逆電極イオンによる反応色で表示することも実現した．電極の実装にはプリント基板などの電子回路実装技術を利用しているため，表示パターンはコンピュータ制御可能である．さらに，提案システムの表示性能の評価実験や，pH応答性物質を含む食品への応用の検討も行った．(2) では，従来の電気分解気泡表示の持つ課題を解決し，アート作品への応用を模索する気泡表示デバイスを2点開発した．1 点目は流れる水面にティッカー状の泡表示を行う“UTAKATA”であり，水路の底面に電極を直線状に配置し電気分解を行うことで泡によるメッセージを水路の下流に向かって流しながら表示する．2点目は水盤に対面したユーザの顔を水面に泡で表示する鏡のようなディスプレイ“Bubble Mirror”であり，32×32個の電極を用いて8段階のグレースケールの泡による顔画像を水面に表示する．以上の研究成果は， (1), (2) いずれについても国際会議および国内論文誌への投稿を行い，採択された．また，(2)の“UTAKATA”に関しては国内アートコンペでの入賞も果たした．

我们提出并开发了多种信息显示设备，目的是建立一种通过在熟悉的真实物体上引起电解来显示信息的方法。具体来说，我们实现了（1）使用电解产生的离子作为像素显示颜色的显示器，以及（2）使用电解产生的气泡来探索艺术表达的应用的显示器．在(1)中，使用pH响应颜色指示剂进行颜色显示。通过将其添加到电解质中并进行电解，我们能够在电极周围产生彩色点。此外，通过在显示图案后沿相反方向通电并反转电极的极性，我们能够稀释显示颜色并显示由于相反的电极离子而产生的反应颜色。由于使用印刷电路板等电子电路安装技术来安装电极，因此可以通过计算机控制显示图案。此外，我们还进行了实验来评估所提出系统的显示性能，并检查其在含有 pH 响应物质的食品中的应用。在(2)中，我们开发了两种气泡显示装置，解决了传统电解气泡显示的问题，并探索了在艺术作品中的应用。第一个是“UTAKATA”，它在流动的水的表面上显示类似股票的气泡，电极在水道底部呈直线排列，并在水道下游流动时进行电解以显示气泡信息。。第二个功能是“气泡镜”，一种类似镜子的显示器，将用户面向水盆的脸部显示为水面上的气泡。它使用 32 x 32 电极创建 8 级灰度的气泡面部图像. 显示在水面上。上述研究成果（1）和（2）均提交至国际会议和国内期刊，并被录用。另外，《UTAKATA》(2)在国内美术比赛中获奖。