Niektoré druhy 3D tlačených predmetov je teraz možné „ohmatať“ pomocou novej technológie na zabudovanie senzorov priamo do ich materiálov.Nová štúdia zistila, že tento výskum môže viesť k novým interaktívnym zariadeniam, ako je inteligentný nábytok.
Táto nová technológia využíva metamateriály – látky tvorené mriežkou opakujúcich sa jednotiek – na objekty 3D tlače.Keď na pružný metamateriál pôsobí sila, niektoré z ich buniek sa môžu natiahnuť alebo stlačiť.Elektródy zabudované do týchto štruktúr dokážu detekovať veľkosť a smer týchto tvarových zmien, ako aj rotáciu a zrýchlenie.
V tejto novej štúdii výskumníci vyrobili predmety vyrobené z flexibilných plastov a vodivých vlákien.Tieto majú bunky široké len 5 mm.
Každý článok má dve protiľahlé steny vyrobené z vodivých vlákien a nevodivého plastu a vodivé steny slúžia ako elektródy.Sila aplikovaná na objekt mení vzdialenosť a oblasť prekrytia medzi protiľahlými elektródami a vytvára elektrický signál, ktorý zobrazuje podrobnosti o použitej sile.Spoluautor výskumnej správy uviedol, že týmto spôsobom môže táto nová technológia „bezproblémovo a nenápadne integrovať technológiu snímania do tlačených objektov“.
Výskumníci tvrdia, že tieto metamateriály môžu pomôcť dizajnérom rýchlo vytvárať a upravovať flexibilné počítačové vstupné zariadenia.Napríklad tieto metamateriály použili na vytvorenie hudobného ovládača navrhnutého tak, aby zodpovedal tvaru ľudskej ruky.Keď používateľ stlačí jedno z flexibilných tlačidiel, generovaný elektrický signál pomáha ovládať digitálny syntetizátor.
Vedci tiež vyrobili metamateriálový joystick na hranie Pac-Mana.Vďaka pochopeniu toho, ako ľudia aplikujú silu na tento joystick, môžu dizajnéri navrhnúť jedinečné tvary a veľkosti rukoväte pre ľudí s obmedzenou priľnavosťou v určitých smeroch.
Spoluautor výskumnej správy povedal: „Pohyb môžeme vnímať v akomkoľvek 3D tlačenom objekte.Od hudby až po herné rozhrania, potenciál je skutočne vzrušujúci.“
Výskumníci tiež vytvorili 3D editačný softvér s názvom MetaSense, ktorý pomáha používateľom vytvárať interaktívne zariadenia pomocou týchto metamateriálov.Simuluje, ako sa 3D tlačený objekt deformuje pri pôsobení rôznych síl, a vypočítava, ktoré bunky sa najviac menia a sú najvhodnejšie na použitie ako elektródy.
MetaSense umožňuje dizajnérom vytvárať 3D tlačové štruktúry so vstavanými schopnosťami snímania jedným ťahom.Vďaka tomu je prototypovanie zariadení mimoriadne rýchle, ako sú napríklad joysticky, ktoré možno prispôsobiť jednotlivcom s rôznymi potrebami dostupnosti.
Vloženie stoviek alebo tisícok senzorových jednotiek do objektu môže pomôcť dosiahnuť analýzu interakcie používateľov s vysokým rozlíšením v reálnom čase.Napríklad inteligentné kreslo vyrobené z tohto metamateriálu dokáže rozpoznať telo používateľa a potom zapnúť svetlo alebo televízor alebo zbierať údaje pre neskoršiu analýzu, ako je detekcia a korekcia držania tela.Tieto metamateriály môžu nájsť využitie aj v nositeľných aplikáciách.
Čas odoslania: 27. septembra 2021