Některé druhy 3D tištěných objektů lze nyní „ohmatat“ pomocí nové technologie k zabudování senzorů přímo do jejich materiálů.Nová studie zjistila, že tento výzkum může vést k novým interaktivním zařízením, jako je chytrý nábytek.
Tato nová technologie využívá metamateriály – látky tvořené mřížkou opakujících se jednotek – k objektům 3D tisku.Když je na pružný metamateriál aplikována síla, některé jejich buňky se mohou natáhnout nebo stlačit.Elektrody zabudované do těchto struktur mohou detekovat velikost a směr těchto tvarových změn, stejně jako rotaci a zrychlení.
V této nové studii výzkumníci vyrobili předměty vyrobené z flexibilního plastu a vodivých vláken.Ty mají buňky široké až 5 mm.
Každý článek má dvě protilehlé stěny vyrobené z vodivých vláken a nevodivého plastu a vodivé stěny slouží jako elektrody.Síla aplikovaná na objekt mění vzdálenost a oblast překrytí mezi protilehlými elektrodami a vytváří elektrický signál, který ukazuje podrobnosti o použité síle.Spoluautor výzkumné zprávy uvedl, že tímto způsobem může tato nová technologie „bezproblémově a nenápadně integrovat technologii snímání do tištěných objektů“.
Výzkumníci říkají, že tyto metamateriály mohou pomoci návrhářům rychle vytvářet a upravovat flexibilní vstupní zařízení pro počítače.Tyto metamateriály například použili k vytvoření hudebního ovladače navrženého tak, aby odpovídal tvaru lidské ruky.Když uživatel stiskne jedno z pružných tlačítek, generovaný elektrický signál pomáhá ovládat digitální syntezátor.
Vědci také vyrobili metamateriálový joystick pro hraní Pac-Mana.Díky pochopení toho, jak lidé vyvíjejí sílu na tento joystick, mohou designéři navrhnout jedinečné tvary a velikosti rukojeti pro lidi s omezeným úchopem v určitých směrech.
Spoluautor výzkumné zprávy řekl: „Pohyb můžeme vnímat v jakémkoli 3D tištěném objektu.Od hudby po herní rozhraní, potenciál je opravdu vzrušující.“
Vědci také vytvořili 3D editační software nazvaný MetaSense, který uživatelům pomáhá vytvářet interaktivní zařízení využívající tyto metamateriály.Simuluje, jak se 3D tištěný objekt deformuje při působení různých sil, a vypočítává, které buňky se nejvíce mění a jsou nejvhodnější pro použití jako elektrody.
MetaSense umožňuje návrhářům vytvářet 3D tiskové struktury s vestavěnými schopnostmi snímání najednou.Díky tomu je prototypování zařízení velmi rychlé, jako jsou joysticky, které lze přizpůsobit pro jednotlivce 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.Například chytré křeslo vyrobené z tohoto metamateriálu dokáže detekovat tělo uživatele a poté rozsvítit světlo nebo televizi nebo sbírat data pro pozdější analýzu, jako je detekce a korekce držení těla.Tyto metamateriály mohou také najít využití v nositelných aplikacích.
Čas odeslání: 27. září 2021