Algúns tipos de obxectos impresos en 3D agora pódense "sentir", utilizando unha nova tecnoloxía para construír sensores directamente nos seus materiais.Un novo estudo descubriu que esta investigación pode dar lugar a novos dispositivos interactivos, como mobles intelixentes.
Esta nova tecnoloxía utiliza metamateriais -substancias formadas por unha cuadrícula de unidades repetidas- para imprimir obxectos en 3D.Cando se aplica forza a un metamaterial flexible, algunhas das súas células poden estirarse ou comprimirse.Os electrodos incorporados a estas estruturas poden detectar a magnitude e dirección destes cambios de forma, así como a rotación e a aceleración.
Neste novo estudo, os investigadores fabricaron obxectos feitos de plástico flexible e filamentos condutores.Estes teñen células tan pequenas como 5 mm de ancho.
Cada célula ten dúas paredes opostas feitas de filamentos condutores e plástico non condutor, e as paredes condutoras serven de electrodos.A forza aplicada ao obxecto cambia a distancia e a área de solapamento entre os electrodos opostos, producindo un sinal eléctrico que mostra detalles sobre a forza aplicada.O coautor do informe de investigación dixo que, deste xeito, esta nova tecnoloxía pode "integrar sen problemas e discretamente a tecnoloxía de detección en obxectos impresos".
Os investigadores din que estes metamateriais poden axudar aos deseñadores a crear e axustar rapidamente dispositivos de entrada de ordenador flexibles.Por exemplo, utilizaron estes metamateriais para crear un controlador de música deseñado para adaptarse á forma dunha man humana.Cando o usuario preme un dos botóns flexibles, o sinal eléctrico xerado axuda a controlar un sintetizador dixital.
Os científicos tamén fixeron un joystick metamaterial para xogar a Pac-Man.Ao comprender como as persoas aplican forza a este joystick, os deseñadores poden deseñar formas e tamaños de mangos únicos para persoas con agarre limitado en determinadas direccións.
O coautor do informe de investigación dixo: "Podemos percibir o movemento en calquera obxecto impreso en 3D.Desde a música ata as interfaces de xogos, o potencial é realmente emocionante".
Os investigadores tamén crearon un software de edición 3D, chamado MetaSense, para axudar aos usuarios a construír dispositivos interactivos usando estes metamateriais.Simula como se deforma un obxecto impreso en 3D cando se aplican diferentes forzas e calcula que células cambian máis e son as máis adecuadas para o seu uso como electrodos.
MetaSense permite aos deseñadores imprimir estruturas en 3D con capacidades de detección integradas dunha soa vez.Isto fai que a creación de prototipos de dispositivos sexa moi rápida, como os joysticks, que se poden personalizar para persoas con diferentes necesidades de accesibilidade.
Incorporar centos ou miles de unidades de sensor nun obxecto pode axudar a conseguir unha análise de alta resolución en tempo real de como interactúan os usuarios con el.Por exemplo, unha cadeira intelixente feita con este metamaterial pode detectar o corpo do usuario e, a continuación, acender unha luz ou un televisor, ou recoller datos para a súa posterior análise, como detectar e corrixir a postura corporal.Estes metamateriais tamén poden atopar uso en aplicacións para vestir.
Hora de publicación: 27-09-2021