Noen typer 3D-trykte objekter kan nå "føles", ved hjelp av en ny teknologi for å bygge sensorer direkte inn i materialene deres.En ny studie fant at denne forskningen kan føre til nye interaktive enheter, for eksempel smarte møbler.
Denne nye teknologien bruker metamaterialer - stoffer som består av et rutenett av repeterende enheter - til 3D-utskriftsobjekter.Når kraft påføres et fleksibelt metamateriale, kan noen av cellene deres strekke seg eller komprimeres.Elektrodene som er innlemmet i disse strukturene kan oppdage størrelsen og retningen til disse formendringene, samt rotasjon og akselerasjon.
I denne nye studien har forskerne laget gjenstander laget av fleksibel plast og ledende filamenter.Disse har celler så små som 5 mm brede.
Hver celle har to motstående vegger laget av ledende filamenter og ikke-ledende plast, og de ledende veggene fungerer som elektroder.Kraften som påføres objektet endrer avstanden og overlappingsområdet mellom de motsatte elektrodene, og produserer et elektrisk signal som viser detaljer om kraften som påføres.Medforfatteren av forskningsrapporten sa at på denne måten kan denne nye teknologien "sømløst og diskret integrere sanseteknologi i trykte objekter."
Forskere sier at disse metamaterialene kan hjelpe designere raskt å lage og justere fleksible datamaskininndataenheter.For eksempel brukte de disse metamaterialene til å lage en musikkkontroller designet for å passe formen til en menneskelig hånd.Når brukeren klemmer på en av de fleksible knappene, hjelper det elektriske signalet som genereres til å kontrollere en digital synthesizer.
Forskerne laget også en metamaterial-joystick for å spille Pac-Man.Ved å forstå hvordan folk bruker kraft på denne joysticken, kan designere designe unike håndtaksformer og størrelser for personer med begrenset grep i visse retninger.
Medforfatteren av forskningsrapporten sa: "Vi kan oppfatte bevegelse i et hvilket som helst 3D-trykt objekt.Fra musikk til spillgrensesnitt, potensialet er virkelig spennende.»
Forskere har også laget 3D-redigeringsprogramvare, kalt MetaSense, for å hjelpe brukere med å bygge interaktive enheter ved å bruke disse metamaterialene.Den simulerer hvordan et 3D-printet objekt deformeres når forskjellige krefter påføres, og beregner hvilke celler som endrer seg mest og er best egnet for bruk som elektroder.
MetaSense gjør det mulig for designere å 3D-printe strukturer med innebygde sansefunksjoner på én gang.Dette gjør prototyping av enheter superrask, for eksempel joysticker, som kan tilpasses for personer med ulike tilgjengelighetsbehov.
Å bygge inn hundrevis eller tusenvis av sensorenheter i et objekt kan bidra til å oppnå høyoppløselig, sanntidsanalyse av hvordan brukere samhandler med det.For eksempel kan en smart stol laget av dette metamaterialet oppdage brukerens kropp, og deretter slå på et lys eller TV, eller samle inn data for senere analyse, for eksempel å oppdage og korrigere kroppsholdning.Disse metamaterialene kan også finne bruk i brukbare bruksområder.
Innleggstid: 27. september 2021