Algúns tipos de obxectos impresos en 3D agora pódense "sentir", empregando unha nova tecnoloxía para construír sensores directamente nos seus materiais. Un novo estudo descubriu que esta investigación pode levar a novos dispositivos interactivos, como os mobles intelixentes.
Esta nova tecnoloxía usa substancias metamateriais compostas por unha rede de unidades repetidas para obxectos de impresión 3D. Cando a forza se aplica a un metamaterial flexible, algunhas das súas células poden estirar ou comprimir. 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 filamentos plásticos e condutores flexibles. Estes teñen células de tan pequenas como 5 mm de ancho.
Cada célula ten dúas paredes opostas feitas de filamentos condutores e plástico non condutores, e as paredes condutivas serven como electrodos. A forza aplicada ao obxecto cambia a área de distancia e 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 perfectamente e de xeito perfecto a tecnoloxía de detección en obxectos impresos".
Os investigadores din que estes metamateriais poden axudar aos deseñadores a crear e axustar rápidamente os dispositivos flexibles de entrada de computadores. Por exemplo, usaron estes metamateriais para crear un controlador de música deseñado para adaptarse á forma dunha man humana. Cando o usuario presiona un dos botóns flexibles, o sinal eléctrico xerado axuda a controlar un sintetizador dixital.
Os científicos tamén fixeron un mando metamaterial para xogar a Pac-Man. Ao entender como as persoas aplican forza sobre este joystick, os deseñadores poden deseñar formas e tamaños de manexo únicos para persoas con agarre limitado en certas direccións.
O coautor do informe de investigación dixo: "Podemos percibir o movemento en calquera obxecto impreso en 3D. Da música a interfaces de xogo, 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 3D cando se aplican forzas diferentes e calcula que células cambian máis e son máis adecuadas para o seu uso como electrodos.
MetaSense permite aos deseñadores estruturas de impresión 3D con capacidades de detección incorporadas nunha soa vez. Isto fai que o prototipado de dispositivos sexa moi rápido, como os joysticks, que se poden personalizar para persoas con diferentes necesidades de accesibilidade.
Incorporar centos ou miles de unidades de sensores nun obxecto pode axudar a conseguir unha análise en tempo real de alta resolución de como interactúan os usuarios con el. Por exemplo, unha cadeira intelixente feita deste metamaterial pode detectar o corpo do usuario e, a continuación, activar unha luz ou TV ou recoller datos para a súa análise posterior, como detectar e corrixir a postura corporal. Estes metamateriais tamén poden atopar uso en aplicacións que se poden levar.
Tempo de publicación: 27-2021 de setembro
