在探索大型交互式电子设备原型设计的道路上，科研人员面临着一系列挑战。传统方法往往涉及繁琐的步骤，包括3D打印、激光切割以及手工组装传感器和其他电子设备，这一过程不仅耗时耗力，还伴随着大量材料的浪费。
以往，设计师们可能需要反复试验多个版本的物理结构，才能找到满意的设计。一旦原型失败，所有努力付诸东流，只能从头再来。这种试错成本高昂，不仅浪费了资源，也限制了创新的步伐。
然而，麻省理工学院的研究团队近日取得了一项突破性进展，他们开发了一种名为“VIK”（Voxel Invention Kit，即体素发明套件）的快速开发平台。这一平台通过可重新配置的组件和集成电子元件，实现了大型且坚固的交互式结构的快速原型设计。
与传统方法不同，VIK平台的核心在于其独特的“体素”组件。这些轻质的三维晶格结构不仅强度高、刚度大，而且内置了传感、响应和处理能力。用户无需具备专业的机械或电气知识，就能利用这些体素快速构建出功能丰富的交互式设备。
体素组件的设计极具灵活性，可以随意组装、拆卸和重新配置，不受任何限制。每个体素的成本仅为约50美分，使得大规模应用成为可能。体素之间的连接方式采用了可逆的卡扣设计，无需额外工具即可轻松组装，大大提高了操作便捷性。
VIK平台还配备了一套用户友好的设计工具，支持从概念到原型的端到端开发。用户可以在设计工具中模拟结构在机械载荷下的反应，并根据模拟结果对设计进行迭代优化。这种模拟功能不仅降低了试错成本，还提高了原型设计的准确性和可靠性。
麻省理工学院媒体艺术与科学专业的研究生Jack Forman表示：“这一平台旨在让功能性交互式设备的制作更加普及。使用VIK，只要有体素，你就能在任何你想的地方制作这些交互式结构，无需依赖3D打印或激光切割等复杂工艺。”
VIK平台是在麻省理工学院比特与原子中心多年研究的基础上开发出来的。研究人员将体素与其他研究成果相结合，创造出了具备结构电子学特性的新型体素。这些功能性体素能够传输数据、电力和机械力，无需额外的电线连接。
为了进一步提升用户体验，研究团队还开发了一个便于操作的界面，用于模拟3D体素结构。用户可以在界面上绘制结构，并模拟施加在结构上的力和机械载荷。系统会通过动画和颜色标识潜在的故障点，帮助用户判断结构的安全性。
Forman补充道：“我们打造的这个界面就像体素版的‘我的世界’，用户无需专业的土木工程知识或桁架分析能力，就能制作出安全可靠的交互式设备。任何人都能借助VIK发挥创意，制作出独一无二的作品。”
VIK平台的出现为创客们提供了一个便捷、高效的原型开发平台。他们可以使用自己熟悉的微控制器，将现成的模块如扬声器、传感器或执行器等集成到自己的设备中。这种灵活性使得VIK在多个领域具有广泛的应用前景，包括太空制造、智能建筑以及可持续城市智能基础设施开发等。
VIK平台还注重可持续性和环保性。铝制体素组件可以完全回收利用，降低了对环境的影响。这种可重新配置、可回收的特性使得VIK特别适合需要临时搭建的场景，如戏剧舞台等。
随着VIK平台的不断推广和应用，我们期待看到更多创新性的交互式设备问世。这一平台不仅降低了原型设计的门槛，还为创意的实现提供了无限可能。
