Jonkinlaisia 3D -tulostettuja esineitä voidaan nyt “tuntea” uuden tekniikan avulla anturien rakentamiseksi suoraan materiaaleihinsa. Uudessa tutkimuksessa todettiin, että tämä tutkimus voi johtaa uusiin interaktiivisiin laitteisiin, kuten älykkäisiin huonekaluihin.
Tämä uusi tekniikka käyttää metamateriaalit, jotka koostuvat toistuvista yksiköistä 3D-tulostuskohteisiin. Kun voimaa kohdistetaan joustavaan metamateriaaliin, jotkut niiden soluista voivat venyttää tai puristaa. Näihin rakenteisiin sisällytetyt elektrodit voivat havaita näiden muodonmuutosten suuruuden ja suunnan sekä pyörimisen ja kiihtyvyyden.
Tässä uudessa tutkimuksessa tutkijat valmistivat joustavista muovi- ja johtavista filamenteista valmistetut esineet. Näissä on jopa 5 mm: n solut.
Jokaisessa solussa on kaksi vastakkaista seinää, jotka on valmistettu johtavista filamenteista ja johtamattomasta muovista, ja johtavat seinät toimivat elektrodina. Kohteeseen käytetty voima muuttaa etäisyyden ja päällekkäisyyden aluetta vastakkaisten elektrodien välillä tuottaen sähköisen signaalin, joka näyttää yksityiskohdat käytetystä voimasta. Tutkimusraportin yhteiskirjailija kertoi, että tällä tavalla tämä uusi tekniikka voi ”saumattomasti ja huomaamatta integroida anturitekniikan painettuihin esineisiin".
Tutkijoiden mukaan nämä metamateriaalit voivat auttaa suunnittelijoita nopeasti luomaan ja säätämään joustavia tietokoneen syöttölaitteita. Esimerkiksi he käyttivät näitä metamateriaaleja luodakseen musiikkiohjaimen, joka on suunniteltu sopimaan ihmisen käden muotoon. Kun käyttäjä puristaa yhtä joustavista painikkeista, tuotettu sähköinen signaali auttaa hallitsemaan digitaalista syntetisaattoria.
Tutkijat tekivät myös metamateriaalin joystickin pelaamaan Pac-Mania. Ymmärtämällä, kuinka ihmiset käyttävät voimaa tähän joystickiin, suunnittelijat voivat suunnitella ainutlaatuisia kahvia muotoja ja kokoja ihmisille, joilla on rajoitettu ote tiettyihin suuntiin.
Tutkimusraportin yhteiskirjailija sanoi: "Voimme havaita liikkeen missä tahansa 3D-painetussa esineessä. Musiikista pelirajapintoihin potentiaali on todella jännittävä."
Tutkijat ovat myös luoneet 3D -muokkausohjelmiston, nimeltään MetaSense, auttaakseen käyttäjiä rakentamaan interaktiivisia laitteita näiden metamateriaalien avulla. Se simuloi, kuinka 3D -tulostettu objekti muodonmuutos, kun erilaisia voimia käytetään, ja laskee, mitkä solut muuttuvat eniten ja sopivat parhaiten elektrodina käytettäväksi.
Metasense mahdollistaa suunnittelijat 3D-tulostusrakenteisiin, joissa on sisäänrakennetut tunnistusominaisuudet yhdellä kertaa. Tämä tekee laitteiden prototyyppistä erittäin nopeat, kuten joystickit, jotka voidaan räätälöidä henkilöille, joilla on erilaiset esteettömyyden tarpeet.
Satojen tai tuhansien anturiyksiköiden upottaminen objektiin voi auttaa saavuttamaan korkearesoluutioisen reaaliaikaisen analyysin siitä, kuinka käyttäjät ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa. Esimerkiksi tästä metamateriaalista valmistettu älykäs tuoli voi havaita käyttäjän kehon ja kytkeä sitten valo tai televisio päälle tai kerätä tietoja myöhempää analyysiä, kuten kehon asennon havaitsemista ja korjaamista. Nämä metamateriaalit voivat myös löytää käyttöä puettavissa sovelluksissa.
Viestin aika: SEP-27-2021
