Neke vrste 3D printanih predmeta sada se mogu "opipati", korištenjem nove tehnologije za ugradnju senzora direktno u njihove materijale. Nova studija je otkrila da bi ovo istraživanje moglo dovesti do novih interaktivnih uređaja, poput pametnog namještaja.
Ova nova tehnologija koristi metamaterijale - supstance sastavljene od mreže ponavljajućih jedinica - za 3D printanje objekata. Kada se sila primijeni na fleksibilni metamaterijal, neke od njihovih ćelija se mogu istegnuti ili stisnuti. Elektrode ugrađene u ove strukture mogu detektovati veličinu i smjer ovih promjena oblika, kao i rotaciju i ubrzanje.
U ovoj novoj studiji, istraživači su izradili objekte napravljene od fleksibilne plastike i provodljivih filamenata. Oni imaju ćelije širine i do 5 mm.
Svaka ćelija ima dva suprotna zida napravljena od provodljivih niti i neprovodljive plastike, a provodljivi zidovi služe kao elektrode. Sila primijenjena na objekt mijenja udaljenost i površinu preklapanja između suprotnih elektroda, proizvodeći električni signal koji prikazuje detalje o primijenjenoj sili. Koautor istraživačkog izvještaja rekao je da na ovaj način ova nova tehnologija može "besprijekorno i nenametljivo integrirati tehnologiju očitavanja u štampane objekte".
Istraživači kažu da ovi metamaterijali mogu pomoći dizajnerima da brzo kreiraju i prilagode fleksibilne računarske ulazne uređaje. Na primjer, koristili su ove metamaterijale za stvaranje muzičkog kontrolera dizajniranog da odgovara obliku ljudske ruke. Kada korisnik stisne jedno od fleksibilnih dugmadi, generirani električni signal pomaže u kontroli digitalnog sintisajzera.
Naučnici su također napravili metamaterijalni džojstik za igranje Pac-Mana. Razumijevanjem kako ljudi primjenjuju silu na ovaj džojstik, dizajneri mogu dizajnirati jedinstvene oblike i veličine ručki za ljude s ograničenim hvatom u određenim smjerovima.
Koautor istraživačkog izvještaja je rekao: „Možemo percipirati kretanje u bilo kojem 3D printanom objektu. Od muzike do interfejsa igara, potencijal je zaista uzbudljiv.“
Istraživači su također kreirali softver za 3D uređivanje, nazvan MetaSense, kako bi pomogao korisnicima da izgrade interaktivne uređaje koristeći ove metamaterijale. Simulira kako se 3D printani objekt deformira kada se na njega primjenjuju različite sile i izračunava koje se ćelije najviše mijenjaju i najpogodnije su za upotrebu kao elektrode.
MetaSense omogućava dizajnerima da 3D printaju strukture sa ugrađenim senzorskim mogućnostima u jednom potezu. Ovo čini izradu prototipa uređaja super brzom, poput džojstika, koji se mogu prilagoditi osobama sa različitim potrebama za pristupačnošću.
Ugrađivanje stotina ili hiljada senzorskih jedinica u objekat može pomoći u postizanju analize visoke rezolucije u realnom vremenu o tome kako korisnici komuniciraju s njim. Na primjer, pametna stolica napravljena od ovog metamaterijala može detektovati tijelo korisnika, a zatim uključiti svjetlo ili TV, ili prikupljati podatke za kasniju analizu, kao što je detekcija i ispravljanje položaja tijela. Ovi metamaterijali mogu pronaći primjenu i u nosivim aplikacijama.
Vrijeme objave: 27. septembar 2021.
