Niektóre rodzaje drukowanych obiektów 3D można teraz „wyczuć”, wykorzystując nową technologię do wbudowywania 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 metamateriały – substancje składające się z siatki powtarzających się jednostek – do drukowania obiektów 3D.Kiedy siła jest przykładana do elastycznego metamateriału, niektóre z ich komórek mogą się rozciągać lub ściskać.Elektrody wbudowane w te struktury mogą wykrywać wielkość i kierunek tych zmian kształtu, a także rotację i przyspieszenie.
W tym nowym badaniu naukowcy wytworzyli przedmioty wykonane z elastycznego tworzywa sztucznego i przewodzących włókien.Mają one komórki o szerokości zaledwie 5 mm.
Każda komórka ma dwie przeciwległe ścianki wykonane z przewodzących włókien i nieprzewodzącego tworzywa sztucznego, a przewodzące ścianki służą jako elektrody.Siła przyłożona do przedmiotu zmienia odległość i obszar nakładania się między przeciwległymi elektrodami, wytwarzając sygnał elektryczny, który pokazuje szczegółowe informacje o przyłożonej sile.Współautor raportu badawczego powiedział, że w ten sposób ta nowa technologia może „bezproblemowo i dyskretnie zintegrować technologię wykrywania z drukowanymi przedmiotami”.
Naukowcy twierdzą, że te metamateriały mogą pomóc projektantom w szybkim tworzeniu i dostosowywaniu elastycznych komputerowych urządzeń wejściowych.Na przykład wykorzystali te metamateriały do stworzenia kontrolera muzycznego zaprojektowanego tak, aby pasował do kształtu ludzkiej dłoni.Kiedy użytkownik naciska jeden z elastycznych przycisków, generowany sygnał elektryczny pomaga sterować cyfrowym syntezatorem.
Naukowcy stworzyli także joystick z metamateriału do gry w Pac-Mana.Rozumiejąc, w jaki sposób ludzie przykładają siłę do tego joysticka, projektanci mogą zaprojektować unikalne kształty i rozmiary uchwytów dla osób o ograniczonej przyczepności w określonych kierunkach.
Współautor raportu z badań powiedział: „Możemy dostrzec ruch w każdym wydrukowanym obiekcie 3D.Od muzyki po interfejsy gier, potencjał jest naprawdę ekscytujący”.
Naukowcy stworzyli również oprogramowanie do edycji 3D, zwane MetaSense, aby pomóc użytkownikom w budowaniu interaktywnych urządzeń przy użyciu tych metamateriałów.Symuluje, jak obiekt wydrukowany w 3D odkształca się, gdy przyłożone są różne siły, i oblicza, które komórki zmieniają się najbardziej i są najbardziej odpowiednie do użycia jako elektrody.
MetaSense umożliwia projektantom drukowanie struktur 3D za jednym razem z wbudowanymi funkcjami wykrywania.To sprawia, że prototypowanie urządzeń, takich jak joysticki, jest bardzo szybkie, które można dostosować do potrzeb osób o różnych potrzebach w zakresie dostępności.
Osadzenie setek lub tysięcy jednostek czujników w obiekcie może pomóc w uzyskaniu wysokiej rozdzielczości analizy w czasie rzeczywistym interakcji użytkowników z obiektem.Na przykład inteligentne krzesło wykonane z tego metamateriału może wykrywać ciało użytkownika, a następnie włączać światło lub telewizor lub zbierać dane do późniejszej analizy, np. wykrywania i korygowania postawy ciała.Te metamateriały mogą również znaleźć zastosowanie w aplikacjach do noszenia.
Czas postu: 27 września 2021 r