Niektóre rodzaje drukowanych 3D obiektów można teraz „poczuć”, wykorzystując nową technologię do budowania czujników bezpośrednio w ich materiały. Nowe badanie wykazało, że badania te mogą prowadzić do nowych interaktywnych urządzeń, takich jak inteligentne meble.
Ta nowa technologia wykorzystuje substancje metamateriałowe złożone z siatki powtarzających się jednostek do 2D drukowanych obiektów. Gdy siła jest przyłożona do elastycznego metamateriału, niektóre z ich komórek mogą się rozciągać lub kompresować. Elektrody włączone do tych struktur mogą wykryć wielkość i kierunek tych zmian kształtu, a także obrót i przyspieszenie.
W tym nowym badaniu naukowcy wytwarzali przedmioty wykonane z elastycznych włókien plastikowych i przewodzących. Mają one komórki o szerokości 5 mm.
Każda komórka ma dwie przeciwne ściany wykonane z przewodzących włókien i niekondukcyjnych plastiku, a ściany przewodzące służą jako elektrody. Siła przyłożona do obiektu zmienia odległość i obszar nakładania się między przeciwnymi elektrodami, wytwarzając sygnał elektryczny, który pokazuje szczegóły dotyczące przyłożonej siły. Współautor raportu badawczego powiedział, że w ten sposób ta nowa technologia może „płynnie i dyskretnie integrować technologię wykrywania z drukowanymi obiektami”.
Naukowcy twierdzą, że te metamateriały mogą pomóc projektantom w szybkim tworzeniu i dostosowaniu elastycznych urządzeń wejściowych komputerowych. Na przykład wykorzystali te metamateriały do stworzenia kontrolera muzycznego zaprojektowanego tak, aby pasował do kształtu ludzkiej dłoni. Gdy użytkownik ściska jeden z elastycznych przycisków, generowany sygnał elektryczny pomaga kontrolować cyfrowy syntezator.
Naukowcy stworzyli także metamateriałowy joystick, aby grać w Pac-Mana. Rozumiejąc, w jaki sposób ludzie stosują siłę do tego joysticka, projektanci mogą zaprojektować unikalne kształty i rozmiary dla osób o ograniczonym przyczepności w określonych kierunkach.
Współautor raportu z badań powiedział: „Możemy postrzegać ruch w dowolnym obiekcie drukowanym 3D. Od muzyki po interfejsy gry potencjał jest naprawdę ekscytujący”.
Naukowcy stworzyli również oprogramowanie do edycji 3D o nazwie Metasense, aby pomóc użytkownikom w tworzeniu interaktywnych urządzeń za pomocą tych metamateriałów. Symuluje, w jaki sposób deformuje się obiekt wydrukowany 3D, gdy stosuje się różne siły, i oblicza, które komórki zmieniają się najbardziej i najbardziej nadają się do stosowania jako elektrody.
Metasense umożliwia projektantom struktury drukowania 3D z wbudowanymi możliwościami wykrywania za jednym razem. To sprawia, że prototypowanie urządzeń jest bardzo szybkie, takie jak joysticks, które można dostosować dla osób o różnych potrzebach dostępności.
Osadzanie setek lub tysięcy jednostek czujników w obiekcie może pomóc w osiągnięciu analizy o wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym, w jaki sposób użytkownicy z nią interakcja z nimi. Na przykład inteligentne krzesło wykonane z tego metamateriału może wykryć korpus użytkownika, a następnie włączyć światło lub telewizję lub zbierać dane do późniejszej analizy, takie jak wykrywanie i korygowanie postawy nadwozia. Te metamateriały mogą również znaleźć zastosowanie w zastosowaniach do noszenia.
Czas po: 27-2021 września
