Μερικά είδη τρισδιάστατων τυπωμένων αντικειμένων μπορούν τώρα να "αισθάνονται", χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνολογία για την κατασκευή αισθητήρων απευθείας στα υλικά τους. Μια νέα μελέτη διαπίστωσε ότι αυτή η έρευνα μπορεί να οδηγήσει σε νέες διαδραστικές συσκευές, όπως τα έξυπνα έπιπλα.
Αυτή η νέα τεχνολογία χρησιμοποιεί ουσίες μετα-υλικών που αποτελούνται από ένα πλέγμα επαναλαμβανόμενων μονάδων έως τρισδιάστατων αντικειμένων εκτύπωσης. Όταν η δύναμη εφαρμόζεται σε ένα εύκαμπτο μετα -υλικό, μερικά από τα κύτταρα τους μπορεί να τεντώσουν ή να συμπιέσουν. Τα ηλεκτρόδια που ενσωματώνονται σε αυτές τις δομές μπορούν να ανιχνεύσουν το μέγεθος και την κατεύθυνση αυτών των αλλαγών σχήματος, καθώς και την περιστροφή και την επιτάχυνση.
Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι ερευνητές δημιούργησαν αντικείμενα από εύκαμπτα πλαστικά και αγώγιμα νήματα. Αυτά έχουν κύτταρα έως και 5 mm πλάτος.
Κάθε κύτταρο έχει δύο αντίπαλους τοίχους από αγώγιμα νήματα και μη παραγωγικό πλαστικό και τα αγώγιμα τοιχώματα χρησιμεύουν ως ηλεκτρόδια. Η δύναμη που εφαρμόζεται στο αντικείμενο αλλάζει την απόσταση και την περιοχή επικάλυψης μεταξύ των αντιτιθέμενων ηλεκτροδίων, παράγοντας ένα ηλεκτρικό σήμα που δείχνει λεπτομέρειες σχετικά με την εφαρμοζόμενη δύναμη. Ο συν-συγγραφέας της ερευνητικής έκθεσης ανέφερε ότι με αυτόν τον τρόπο, αυτή η νέα τεχνολογία μπορεί να «ενσωματώσει απρόσκοπτα και διακριτικά την τεχνολογία ανίχνευσης σε έντυπα αντικείμενα».
Οι ερευνητές λένε ότι αυτά τα μετα -υλικά μπορούν να βοηθήσουν τους σχεδιαστές να δημιουργήσουν γρήγορα και να προσαρμόσουν ευέλικτες συσκευές εισόδου υπολογιστή. Για παράδειγμα, χρησιμοποίησαν αυτά τα μετα -υλικά για να δημιουργήσουν έναν ελεγκτή μουσικής που έχει σχεδιαστεί για να ταιριάζει στο σχήμα ενός ανθρώπινου χεριού. Όταν ο χρήστης πιέζει ένα από τα ευέλικτα κουμπιά, το ηλεκτρικό σήμα που παράγεται βοηθά στον έλεγχο ενός ψηφιακού συνθέτη.
Οι επιστήμονες έκαναν επίσης ένα joystick μετασχηματισμό για να παίξουν το Pac-Man. Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι άνθρωποι εφαρμόζουν δύναμη σε αυτό το joystick, οι σχεδιαστές μπορούν να σχεδιάσουν μοναδικά σχήματα λαβών και μεγέθη για άτομα με περιορισμένη πρόσφυση προς ορισμένες κατευθύνσεις.
Ο συν-συγγραφέας της ερευνητικής έκθεσης δήλωσε: "Μπορούμε να αντιληφθούμε την κίνηση σε οποιοδήποτε τρισδιάστατο τυπωμένο αντικείμενο. Από τη μουσική σε διεπαφές παιχνιδιών, το δυναμικό είναι πραγματικά συναρπαστικό".
Οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης λογισμικό επεξεργασίας 3D, που ονομάζεται Metasense, για να βοηθήσουν τους χρήστες να δημιουργήσουν διαδραστικές συσκευές χρησιμοποιώντας αυτά τα metamaterials. Προσομοιώνει πώς παραμορφώνεται ένα τρισδιάστατο τυπωμένο αντικείμενο όταν εφαρμόζονται διαφορετικές δυνάμεις και υπολογίζει ποια κύτταρα αλλάζουν τα περισσότερα και είναι τα πλέον κατάλληλα για χρήση ως ηλεκτρόδια.
Το Metasense επιτρέπει στους σχεδιαστές σε 3D δομές εκτύπωσης με ενσωματωμένες δυνατότητες ανίχνευσης με μία κίνηση. Αυτό καθιστά το πρωτότυπο των συσκευών εξαιρετικά γρήγορα, όπως τα joysticks, τα οποία μπορούν να προσαρμοστούν για άτομα με διαφορετικές ανάγκες προσβασιμότητας.
Η ενσωμάτωση εκατοντάδων ή χιλιάδων μονάδων αισθητήρων σε ένα αντικείμενο μπορεί να βοηθήσει στην επίτευξη ανάλυσης υψηλής ανάλυσης, σε πραγματικό χρόνο για τον τρόπο με τον οποίο οι χρήστες αλληλεπιδρούν με αυτό. Για παράδειγμα, μια έξυπνη καρέκλα από αυτό το μετα -υλικό μπορεί να ανιχνεύσει το σώμα του χρήστη και στη συνέχεια να ενεργοποιήσει ένα φως ή τηλεόραση ή να συλλέξει δεδομένα για μεταγενέστερη ανάλυση, όπως η ανίχνευση και η διόρθωση της στάσης του σώματος. Αυτά τα μετα -υλικά μπορούν επίσης να βρουν χρήση σε φορητές εφαρμογές.
Χρόνος δημοσίευσης: Σεπ-27-2021
