Některé druhy 3D tištěných objektů mohou být nyní „pociťovány“ a pomocí nové technologie vytvářejí senzory přímo do svých materiálů. Nová studie zjistila, že tento výzkum může vést k novým interaktivním zařízením, jako je inteligentní nábytek.
Tato nová technologie používá metamateriální substance složené z mřížky opakujících se jednotek do 3D tiskových objektů. Když je síla aplikována na flexibilní metamateriál, některé z jejich buněk se mohou natáhnout nebo komprimovat. Elektrody začleněné do těchto struktur mohou detekovat velikost a směr těchto změn tvaru, jakož i rotaci a zrychlení.
V této nové studii vědci vymysleli objekty vyrobené z flexibilních plastů a vodivých vláken. Mají buňky malé až 5 mm široké.
Každá buňka má dvě protichůdné stěny vyrobené z vodivých vláken a nevodivého plastu a vodivé stěny slouží jako elektrody. Síla aplikovaná na objekt mění vzdálenost a oblast překrývání mezi nepřátelskými elektrodami a vytváří elektrický signál, který ukazuje podrobnosti o aplikované síle. Spoluautor výzkumné zprávy uvedl, že tímto způsobem může tato nová technologie „hladce a nenápadně integrovat technologii snímání do tištěných objektů“.
Vědci tvrdí, že tyto metamateriály mohou návrhářům pomoci rychle vytvářet a upravovat flexibilní počítačová vstupní zařízení. Například tyto metamateriály použili k vytvoření hudebního ovladače navrženého tak, aby vyhovovaly tvaru lidské ruky. Když uživatel stiskne jedno z flexibilních tlačítek, generovaný elektrický signál pomáhá ovládat digitální syntetizátor.
Vědci také vytvořili metamateriální joystick, aby hráli Pac-Man. Pochopením toho, jak lidé aplikují sílu na tento joystick, mohou návrháři navrhnout jedinečné tvary a velikosti rukojeti pro lidi s omezenou přilnavostí v určitých směrech.
Spoluautor výzkumné zprávy řekl: „Můžeme vnímat pohyb v jakémkoli 3D tištěném objektu. Od hudby k herním rozhraním je potenciál opravdu vzrušující.“
Vědci také vytvořili 3D editační software s názvem MetaSense, aby pomohli uživatelům vytvářet interaktivní zařízení pomocí těchto metamateriálů. Simuluje, jak se 3D tištěné objekt deformuje, když jsou aplikovány různé síly, a vypočítává, které buňky mění nejvíce a jsou nejvhodnější pro použití jako elektrody.
MetaSense umožňuje designérům na 3D tiskové struktury s vestavěnými schopnostmi snímání najednou. Díky tomu je prototypování zařízení super rychle, jako jsou joysticks, které lze přizpůsobit jednotlivcům s různými potřebami přístupnosti.
Vložení stovek nebo tisíců senzorových jednotek do objektu může pomoci dosáhnout analýzy s vysokým rozlišením v reálném čase, jak s ním uživatelé interagují. Inteligentní křeslo vyrobené z tohoto metamateriálu může například detekovat tělo uživatele a poté zapnout světlo nebo televizi nebo shromažďovat data pro pozdější analýzu, jako je detekce a oprava těla těla. Tyto metamateriály mohou také najít použití v nositelných aplikacích.
Čas příspěvku: 27. září-2021
