Deze maand, 5, 000 onderscheidende blikken Fuzzy Logic-bier zullen in de lokale schappen verschijnen als onderdeel van de poging van het in Massachusetts gevestigde Portico Brewing om op te vallen in de esthetisch competitieve wereld van ambachtelijk bier.

De blikken zijn voorzien van opvallende arrays van holografische driehoeken die onder bepaalde hoeken driedimensionaal lijken. Nieuwsgierige drinkers kunnen de blikjes verdraaien en raden hoe Portico de variërende, bijna glanzende uitstraling. Zijn er speciale lenzen of folies gebruikt? Zijn de optische effecten het resultaat van een dure, holografische film?

Het blijkt dat er twee MIT-doctoraten nodig zijn om de technologie achter het uiterlijk van het blikje volledig uit te leggen. Het ontwerp is het resultaat van Portico's samenwerking met Lumii, een startup opgericht door Tom Baran SM, doctoraat en Matt Hirsch SM, doctoraat

Lumii gebruikt complexe algoritmen om tientallen miljoenen inktstippen precies op twee zijden van heldere film te plaatsen om lichtvelden te creëren die dezelfde visuele effecten bereiken als speciale films en lenzen. De ontwerpen voegen diepte toe, beweging, en chromatisch effect op verpakkingen, etiketten, ID's, en meer.

"We beschrijven [de technologie] anders voor verschillende mensenmassa's, Baran zegt. "Je kunt dit formuleren als een machine learning-probleem of een signaalverwerkingsprobleem, maar eigenlijk beschouwen we het aan het eind van de dag als een optimalisatieprobleem. Om een ​​driedimensionaal beeld te produceren, je zou inktstippen kunnen plaatsen zodat je vanuit één perspectief een perfecte weergave van een driedimensionaal beeld krijgt. Dan zou je de afdruk kunnen draaien en zeggen:"Nou, nu is het perspectief uit, dus ik moet alle punten opnieuw aanpassen, " en dat zal de boel in de war brengen vanuit het eerste perspectief. We maken het mogelijk om een ​​driedimensionaal beeld te hebben met slechts twee inktlagen vanuit zoveel mogelijk perspectieven."

Lumii heeft geen eigen drukpersen. In plaats daarvan werkt het bedrijf samen met pakketfabrikanten, die vaak verbaasd zijn te horen dat de machines die ze al tientallen jaren gebruiken in staat zijn om ontwerpen met zulke speciale effecten te printen.

De Portico-samenwerking is het eerste project van Lumii op het gebied van verpakkingen, en de oprichters hopen dat het dient als technische validatie voor de grote fabrikanten die pakketten maken voor 's werelds grootste merken.

"[De fabrikanten van Portico-labels] gebruiken apparatuur die om 5 uur kan beginnen, 000 eenheden en oplopen tot honderden miljoenen per jaar, " zegt Baran. "Onze technologie kan mensen wegblazen, maar de mensen die aan pakketbedrukking doen, zeggen:"Dit is prachtig; ik moet er alleen voor zorgen dat ik er honderd miljoen van kan maken als het moet." Dat is wat dit project doet."

Tech voor effecten

Baran en Hirsch ontmoetten elkaar als studenten aan de Tufts University en hielden contact toen ze allebei naar het MIT kwamen voor hun graduaat. Hirsch's Ph.D. werk bij het Media Lab was gericht op het gebruik van algoritmen om iets driedimensionaal te laten lijken, zonder fancy camera's of beeldschermen.

"De uitdaging om iets er 3D uit te laten zien, gaat niet alleen over pixels op een scherm, maar ook over lichtstralen in de ruimte, Hirsch legt uit. "Om een ​​3D-beeld van hoge kwaliteit te hebben, voor elke pixel op je scherm moet je potentieel honderden verschillende gezichtspunten hebben om een ​​realiteit na te bootsen, dus het probleem is moeilijker dan alleen brute kracht gebruiken om een ​​fijner optisch systeem te bouwen om dat weer te geven."

Baran's onderzoek naar nieuwe klassen van een gebied van wiskunde dat niet-convexe optimalisatie wordt genoemd, maakte het voor Lumii mogelijk om biljoenen lichtstralen te verwerken om zijn ontwerpen te maken.

Hirsch wist dat hij een bedrijf wilde beginnen rond de technologie waaraan hij had gewerkt voor zijn Ph.D., en Lumii werd officieel opgericht in 2015 toen Baran toetrad.

De oprichters kregen steun van MIT's Venture Mentoring Service en het aan Media Lab gelieerde E14 Fund.

in 2016, ze gingen MassChallenge in, waar ze besloten over te stappen van digitale displays naar print, die een grotere markt vertegenwoordigde, maar een veel complexer probleem.

"Op een digitaal scherm, 8K [of 8, 000 pixels] is een hoge resolutie, " zegt Baran. "Maar als ik een tijdschrift pak en er een pagina van afscheur, Ik heb waarschijnlijk enkele miljarden pixels op die ene pagina."

Nog altijd, de omvang van de verschillende commerciële drukkerijsectoren maakte ze de extra complexiteit waard. Bijvoorbeeld, Baran zegt dat verpakte consumentengoederen alleen al een industrie van 200 miljard dollar vertegenwoordigen.

"Toen we voor het eerst enkele cijfers voor het afdrukken van pakketten lazen, wij dachten, "Dit klinkt gek." Maar alles wat we kopen, elk product dat we consumeren, er staat een of andere vorm van taal of label op, ' zegt Baran. 'Het is zo doordringend dat mensen er niet eens over nadenken.'

Een type verpakking waar de oprichters zich speciaal op richten, is de krimpkous - de alomtegenwoordige plastic verpakking die producten van mondwater tot energiedrankjes en sprayreinigers bedekt. Lumii heeft ook de aandacht getrokken in de beveiligingssector voor toepassingen zoals ID-kaarten, die vaak afhankelijk zijn van dure folies om holografische effecten te bereiken.

Door een kleine vergoeding te vragen voor zijn ontwerpen, Hirsch zegt dat Lumii aanzienlijke kostenbesparingen biedt voor verpakkingsfabrikanten in vergelijking met het gebruik van holografische folies en lenzen die onpraktisch kunnen zijn bij de hoge volumes die nodig zijn voor commerciële verpakkingen.

"Er zijn niet vaak directe concurrenten van wat we doen, " zegt Hirsch. "We zien onze technologie als meer complementair. Als je zoiets als felgekleurde inkt gebruikt, we kunnen die inkt gebruiken in combinatie met onze technologie."

Omdat de algoritmen van Lumii folies en ander labelmateriaal vervangen, ze kunnen ook flessen en blikjes recyclebaar maken die voorheen niet waren, een voordeel dat veel potentiële klanten heeft aangeslagen.

Een bedwelmende mijlpaal

Veel consumentenmerken exporteren de productie van hun verpakkingen naar een groep grote fabrikanten. Hirsch en Baran hebben indruk gemaakt op sommige van deze fabrikanten met hun ontwerpen, maar het was moeilijk om opgenomen te worden in productielijnen.

"Een van de dingen die we ons hebben gerealiseerd, is dat het heel belangrijk is om mensen te kunnen bewijzen dat het werkt aan hun lopende band, en er zijn aanzienlijke uitdagingen om mensen tijd te laten reserveren om uw experimenten op hun lijn uit te proberen, ' zegt Baran.

Dat is wat het Portico-project zo belangrijk maakt voor Lumii. Portico wilde een opvallend ontwerp voor zijn nieuwe Fuzzy Logic blikken, maar het kon de materialen of apparatuur die het gebruikte niet veranderen. De blikken gebruiken een 45 micron dikke krimpkous, een relatief dun materiaal dat de technologie van Lumii zou testen.

Dat materiaal wordt ook door veel grote consumentenmerken gebruikt en was dus een perfecte manier om het potentieel van Lumii voor grote bedrijven in verschillende sectoren te demonstreren.

"Het Portico-project is een verificatie dat wat we doen werkt met een materiaal dat op een breed scala van verschillende markten kan worden toegepast, " zegt Baran. "Alleen al het feit dat het aan dat soort materialen werkt, is een groot probleem voor ons."

Nu ze hun ontwerpen in de schappen hebben gekregen, de oprichters moeten beslissen hoe ze hun inspanningen richten om de technologie van Lumii overal op verpakkingen en labels te verspreiden.

"We denken, "In welke sectoren kunnen we de grootste impact hebben?", zegt Baran. "We zien de reactie op de gezichten van mensen als ze zien hoe hun drukpers dingen afdrukt die 3D zijn. Dat willen we op meer plaatsen bezorgen."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.