F8ld est une nouvelle approche paramétrique pour la construction d’EPI, un masque facial inspiré des emballages de nourriture à emporter et des techniques de kirigami. La technique ne nécessite que des matériaux planaires pliables, sans collage ni liaison d’aucune sorte. Le design est personnalisable au visage de l’utilisateur à l’aide d’une application de réalité augmentée et d’un traitement automatique via un script dans l’environnement Grasshopper. Grâce au flux de travail proposé, un masque personnel peut être construit à partir de papier imprimé sur une imprimante à jet d’encre. Cela en fait l’une des techniques les plus abordables et les plus rapides pour les EPI artisanaux existant actuellement.
La conception est basée sur la forme polyédrique d’une pyramide octogonale tronquée. Le sommet de la pyramide est placé à environ 4 cm de l’extrémité du nez et ses points de base reposent sur le visage lui-même. Le positionnement des points de contrôle de la pyramide tronquée peut être visualisé dans la figure ci-dessous. Le masque est en fait un modèle évidé de la pyramide tronquée où la grande base est absente pour permettre aux parties saillantes du visage de s’insérer dans le volume polyédrique.
Le pliage du masque à partir d’un modèle de découpe plan peut être considéré comme une séquence inverse des étapes de modélisation entreprises dans le cadre du processus de conception. Les états finis du processus de pliage, du modèle plat au modèle 3D du masque, ainsi que certaines étapes intermédiaires importantes, sont présentés dans l’image ci-dessous.
Le modèle entièrement déplié, présenté dans l’image, est un motif planaire en forme d’étoile à huit branches contenant chaque face de la pyramide tronquée exactement deux fois dans deux anneaux concentriques. Le modèle comprend également plusieurs volets et soufflets repliés. Les volets servent à maintenir la forme pliée et les soufflets assurent la continuité de la surface. Les images a à f illustrent le processus d’assemblage et la manière dont le motif plat devient la pyramide tronquée du masque. Le processus révèle comment le pliage double chaque face du masque, assurant ainsi une couche continue de matériau à travers la forme pliée et donc l’étanchéité à l’air. Chaque sommet important peut être suivi depuis le modèle plat jusqu’à la forme finale. Chaque sommet possède une étiquette unique composée d’une lettre de a à h et d’un numéro en indice. Les lettres correspondent aux nœuds du polygone octogonal qui constitue la base du modèle. Les chiffres indiquent la relation entre les points connectés au même sommet de l’octogone mais faisant partie de différentes faces pliées.
Une caractéristique importante, bien qu’optionnelle, de cette conception est la possibilité d’inclure un matériau filtrant entre les doubles faces de la base de la pyramide tronquée. Entre les actions de pliage montrées dans l’image c et d ci-dessus, un patch de matériau filtrant peut être inséré entre les couches supérieures de la pyramide tronquée. La découpe octogonale sur les deux faces est conçue pour faciliter le passage de l’air à travers le filtre. Actuellement, une seule découpe est prévue, mais elle peut être remplacée par une série de trous plus petits qui permettent de mieux maintenir le matériau filtrant en place. La figure 3 montre quelques variantes des motifs de découpe du filtre. Même si la conception ne présente pas de méthode pour fixer le masque au visage de l’utilisateur, une simple ficelle singulière passée dans deux trous sur le côté du masque, à côté de l’un des sommets touchant le visage, peut résoudre ce problème. La rigidité globale de l’objet plié, notamment dans l’axe du visage, fera que deux points de fixation du masque suffiront. Afin de rendre la représentation plus claire et plus simple, la ficelle d’apposition est omise des figures.
La personnalisation pour le visage de chaque utilisateur est réalisée en utilisant un capteur ToF (temps de vol) peu coûteux présent dans la plupart des smartphones modernes et utilisé comme fonction de sécurité dans les téléphones iOS depuis plusieurs années. En utilisant l’API arKIT développée par Apple et l’environnement de développement de jeux Unity, une application personnalisée a été créée pour scanner le visage de l’utilisateur et y adapter la géométrie de base du masque. À partir de l’application, la géométrie est automatiquement exportée sous forme de fichier obj. Le fichier est importé et déplié en utilisant un script Grasshopper personnalisé et l’extension Ivy. L’image ci-dessous montre une capture d’écran de l’application Unity.
Faites défiler vers le bas pour une série de vidéos montrant l’utilisation du flux de travail proposé.
