Sommige soorten 3D -geprinte objecten kunnen nu worden "gevoeld", met behulp van een nieuwe technologie om sensoren rechtstreeks in hun materialen te bouwen. Uit een nieuwe studie bleek dat dit onderzoek kan leiden tot nieuwe interactieve apparaten, zoals slimme meubels.
Deze nieuwe technologie maakt gebruik van metamaterialen-substances bestaande uit een raster van herhalende eenheden-tot 3D-printobjecten. Wanneer kracht wordt uitgeoefend op een flexibel metamateriaal, kunnen sommige van hun cellen zich uitrekken of comprimeren. De elektroden die in deze structuren zijn opgenomen, kunnen de grootte en richting van deze vormveranderingen, evenals rotatie en versnelling detecteren.
In deze nieuwe studie fabriceerden de onderzoekers objecten gemaakt van flexibele plastic en geleidende filamenten. Deze hebben cellen zo klein als 5 mm breed.
Elke cel heeft twee tegengestelde wanden gemaakt van geleidende filamenten en niet-geleidend plastic, en de geleidende wanden dienen als elektroden. De kracht die op het object wordt uitgeoefend, verandert de afstand en het overlappende gebied tussen de tegengestelde elektroden, waardoor een elektrisch signaal wordt geproduceerd dat details toont over de toegepaste kracht. De co-auteur van het onderzoeksrapport zei dat deze nieuwe technologie op deze manier "naadloos en onopvallend detectietechnologie kan integreren in gedrukte objecten."
Onderzoekers zeggen dat deze metamaterialen ontwerpers kunnen helpen om snel flexibele computerinvoerapparaten te maken en aan te passen. Ze gebruikten bijvoorbeeld deze metamaterialen om een muziekcontroller te maken die is ontworpen om in de vorm van een menselijke hand te passen. Wanneer de gebruiker een van de flexibele knoppen knijpt, helpt het gegenereerde elektrische signaal om een digitale synthesizer te besturen.
De wetenschappers maakten ook een metamateriële joystick om Pac-Man te spelen. Door te begrijpen hoe mensen kracht toepassen op deze joystick, kunnen ontwerpers unieke hendelen en maten ontwerpen voor mensen met beperkte grip in bepaalde richtingen.
De co-auteur van het onderzoeksrapport zei: "We kunnen beweging waarnemen in elk 3D-bedrukt object. Van muziek tot spelinterfaces, het potentieel is echt opwindend."
Onderzoekers hebben ook 3D -bewerkingssoftware gemaakt, metasense genaamd, om gebruikers te helpen interactieve apparaten te bouwen met behulp van deze metamaterialen. Het simuleert hoe een 3D -gedrukt object vervormt wanneer verschillende krachten worden toegepast en berekent welke cellen het meest veranderen en het meest geschikt zijn voor gebruik als elektroden.
Metasense stelt ontwerpers in staat om in één keer ingebouwde detectiemogelijkheden met ingebouwde detectiemogelijkheden. Dit maakt de prototyping van apparaten super snel, zoals joysticks, die kunnen worden aangepast voor personen met verschillende toegankelijkheidsbehoeften.
Het inbedden van honderden of duizenden sensoreenheden in een object kan helpen bij het bereiken van hoge resolutie, realtime analyse van hoe gebruikers ermee omgaan. Een slimme stoel die van dit metamateriaal is gemaakt, kan bijvoorbeeld het lichaam van de gebruiker detecteren en vervolgens een licht of tv inschakelen, of gegevens verzamelen voor latere analyse, zoals het detecteren en corrigeren van de lichaamshouding. Deze metamaterialen kunnen ook gebruik vinden in draagbare toepassingen.
Posttijd: 27-2021
