Nogle slags 3D-printede objekter kan nu "føles" ved hjælp af en ny teknologi til at bygge sensorer direkte ind i deres materialer.En ny undersøgelse viste, at denne forskning kan føre til nye interaktive enheder, såsom smarte møbler.
Denne nye teknologi bruger metamaterialer - stoffer, der består af et gitter af gentagne enheder - til 3D-printobjekter.Når der påføres kraft på et fleksibelt metamateriale, kan nogle af deres celler strækkes eller komprimeres.Elektroderne, der er inkorporeret i disse strukturer, kan detektere størrelsen og retningen af disse formændringer, såvel som rotation og acceleration.
I denne nye undersøgelse fremstillede forskerne genstande lavet af fleksibel plast og ledende filamenter.Disse har celler så små som 5 mm brede.
Hver celle har to modstående vægge lavet af ledende filamenter og ikke-ledende plast, og de ledende vægge tjener som elektroder.Den kraft, der påføres objektet, ændrer afstanden og overlapningsområdet mellem de modstående elektroder, hvilket producerer et elektrisk signal, der viser detaljer om den påførte kraft.Medforfatteren til forskningsrapporten sagde, at på denne måde kan denne nye teknologi "sømløst og diskret integrere sanseteknologi i trykte objekter."
Forskere siger, at disse metamaterialer kan hjælpe designere med hurtigt at skabe og justere fleksible computerinputenheder.For eksempel brugte de disse metamaterialer til at skabe en musikcontroller designet til at passe til formen af en menneskelig hånd.Når brugeren trykker på en af de fleksible knapper, hjælper det genererede elektriske signal med at styre en digital synthesizer.
Forskerne lavede også et metamateriale-joystick til at spille Pac-Man.Ved at forstå, hvordan folk anvender kraft på dette joystick, kan designere designe unikke håndtagsformer og størrelser til personer med begrænset greb i bestemte retninger.
Medforfatteren til forskningsrapporten sagde: "Vi kan opfatte bevægelse i ethvert 3D-printet objekt.Fra musik til spilgrænseflader er potentialet virkelig spændende."
Forskere har også skabt 3D-redigeringssoftware, kaldet MetaSense, for at hjælpe brugere med at bygge interaktive enheder ved hjælp af disse metamaterialer.Den simulerer, hvordan et 3D-printet objekt deformeres, når der påføres forskellige kræfter, og beregner, hvilke celler der ændrer sig mest og er bedst egnede til brug som elektroder.
MetaSense gør det muligt for designere at 3D-printe strukturer med indbyggede registreringsfunktioner på én gang.Dette gør prototyping af enheder superhurtig, såsom joysticks, som kan tilpasses til personer med forskellige tilgængelighedsbehov.
Indlejring af hundreder eller tusinder af sensorenheder i et objekt kan hjælpe med at opnå høj opløsning, realtidsanalyse af, hvordan brugere interagerer med det.For eksempel kan en smart stol lavet af dette metamateriale registrere brugerens krop og derefter tænde et lys eller tv, eller indsamle data til senere analyse, såsom at registrere og korrigere kropsholdning.Disse metamaterialer kan også finde anvendelse i bærbare applikationer.
Indlægstid: 27. september 2021