Niektoré druhy 3D tlačených objektov sa teraz môžu „cítiť“, pomocou novej technológie na vytváranie senzorov priamo do svojich materiálov. Nová štúdia zistila, že tento výskum môže viesť k novým interaktívnym zariadeniam, ako je napríklad inteligentný nábytok.
Táto nová technológia využíva metamateriály, ktoré sa skladajú z mriežky opakujúcich sa jednotiek na 3D tlačové objekty. Ak sa sila aplikuje na flexibilné metamateriály, niektoré z ich buniek sa môžu natiahnuť alebo komprimovať. Elektródy začlenené do týchto štruktúr môžu detekovať veľkosť a smer týchto zmien tvaru, ako aj rotáciu a zrýchlenie.
V tejto novej štúdii vedci vyrobili objekty vyrobené z flexibilných plastických a vodivých vlákien. Majú bunky široké ako 5 mm.
Každá bunka má dve protichodné steny vyrobené z vodivých vlákien a nevodivých plastu a vodivé steny slúžia ako elektródy. Sila aplikovaná na objekt mení vzdialenosť a prekrývajúcu plochu medzi protichodnými elektródami, čím vytvára elektrický signál, ktorý ukazuje podrobnosti o použitej sile. Spoluautor výskumnej správy uviedol, že týmto novým technológiou môže „bezproblémovo a nenápadne integrovať technológiu snímania do tlačených objektov.“
Vedci tvrdia, že tieto metamateriály môžu pomôcť návrhárom rýchlo vytvárať a upravovať flexibilné počítačové vstupné zariadenia. Napríklad použili tieto metamateriály na vytvorenie hudobného ovládača navrhnutého tak, aby vyhovovali tvaru ľudskej ruky. Keď užívateľ stlačí jedno z flexibilných tlačidiel, generovaný elektrický signál pomáha ovládať digitálny syntetizátor.
Vedci tiež urobili metamateriálny joystick, aby hrali Pac-Man. Pochopením toho, ako ľudia uplatňujú silu na tento joystick, môžu dizajnéri navrhnúť jedinečné tvary rukoväte a veľkosti pre ľudí s obmedzeným uchopením v určitých smeroch.
Spoluautor výskumnej správy uviedol: „Môžeme vnímať pohyb v akomkoľvek 3D tlačenom objekte. Od hudby po herné rozhrania je potenciál skutočne vzrušujúci.“
Vedci tiež vytvorili softvér s 3D úpravami s názvom Metasense, ktorý používateľom pomáha vytvárať interaktívne zariadenia pomocou týchto metamateriálov. Simuluje, ako sa deformuje 3D tlačený objekt, keď sa aplikujú rôzne sily, a vypočíta, ktoré bunky sa menia najviac a najvhodnejšie sú na použitie ako elektródy.
MetaSense umožňuje dizajnérom 3D tlačené štruktúry so vstavanými schopnosťami snímania naraz. Vďaka tomu je prototypovanie zariadení super rýchle, napríklad joysticks, ktoré je možné prispôsobiť jednotlivcom s rôznymi potrebami prístupnosti.
Vkladanie stoviek alebo tisícov senzorových jednotiek do objektu môže pomôcť dosiahnuť analýzu, ako s ním používatelia interagujú s vysokým rozlíšením, v reálnom čase. Napríklad inteligentná stolička vyrobená z tohto metamateriálu môže zistiť telo používateľa a potom zapnúť svetlo alebo televízor alebo zhromažďovať údaje pre neskoršiu analýzu, ako je detekcia a korekcia tela tela. Tieto metamateriály môžu tiež nájsť použitie v nositeľných aplikáciách.
Čas príspevku: sep-27-2021
