Kai kuriuos 3D spausdintus objektus dabar galima „pajusti“, naudojant naują technologiją, skirtą jutikliams tiesiai į jų medžiagas įmontuoti. Naujas tyrimas parodė, kad šis tyrimas gali padėti sukurti naujus interaktyvius įrenginius, tokius kaip išmanieji baldai.
Ši nauja technologija naudoja metamedžiagas – medžiagas, sudarytas iš pasikartojančių vienetų tinklelio – 3D spausdinimo objektams. Kai lanksčiai metamedžiagai taikoma jėga, kai kurios jos ląstelės gali išsitempti arba susispausti. Į šias struktūras įmontuoti elektrodai gali aptikti šių formos pokyčių dydį ir kryptį, taip pat sukimąsi ir pagreitį.
Šiame naujame tyrime mokslininkai pagamino objektus iš lanksčios plastikinės medžiagos ir laidžių gijų. Jų ląstelės yra vos 5 mm pločio.
Kiekviena ląstelė turi dvi priešingas sieneles, pagamintas iš laidžių gijų ir nelaidžios plastiko, o laidžios sienelės tarnauja kaip elektrodai. Objektui taikoma jėga keičia atstumą ir persidengimo plotą tarp priešingų elektrodų, sukurdama elektrinį signalą, rodantį išsamią informaciją apie taikomą jėgą. Tyrimo ataskaitos bendraautoris teigė, kad tokiu būdu ši nauja technologija gali „sklandžiai ir nepastebimai integruoti jutimo technologiją į spausdintus objektus“.
Tyrėjai teigia, kad šios metamedžiagos gali padėti dizaineriams greitai kurti ir koreguoti lanksčius kompiuterio įvesties įrenginius. Pavyzdžiui, jie panaudojo šias metamedžiagas kurdami muzikos valdiklį, pritaikytą žmogaus rankos formai. Kai vartotojas paspaudžia vieną iš lanksčių mygtukų, generuojamas elektrinis signalas padeda valdyti skaitmeninį sintezatorių.
Mokslininkai taip pat pagamino metamedžiaginę valdymo svirtį, skirtą žaisti „Pac-Man“. Suprasdami, kaip žmonės spaudžia šią valdymo svirtį, dizaineriai gali sukurti unikalių formų ir dydžių rankenas žmonėms, kurių rankos tam tikromis kryptimis yra ribotai sukibiamos.
Tyrimo ataskaitos bendraautoris teigė: „Mes galime suvokti judesį bet kuriame 3D spausdintame objekte. Nuo muzikos iki žaidimų sąsajų – potencialas yra išties įdomus.“
Tyrėjai taip pat sukūrė 3D redagavimo programinę įrangą „MetaSense“, kuri padeda vartotojams kurti interaktyvius įrenginius naudojant šias metamedžiagas. Ji imituoja, kaip 3D spausdintas objektas deformuojasi veikiant skirtingoms jėgoms, ir apskaičiuoja, kurios ląstelės labiausiai pasikeičia ir yra tinkamiausios naudoti kaip elektrodai.
„MetaSense“ leidžia dizaineriams vienu ypu spausdinti 3D struktūras su integruotomis jutimo galimybėmis. Tai leidžia labai greitai sukurti įrenginių, tokių kaip valdymo svirtys, prototipus, kuriuos galima pritaikyti asmenims, turintiems skirtingų pritaikymo poreikių.
Į objektą įterpus šimtus ar tūkstančius jutiklių, galima atlikti didelės skiriamosios gebos realaus laiko analizę, kaip vartotojai su juo sąveikauja. Pavyzdžiui, iš šios metamedžiagos pagaminta išmanioji kėdė gali aptikti vartotojo kūną ir įjungti šviesą ar televizorių arba rinkti duomenis vėlesnei analizei, pavyzdžiui, kūno laikysenos nustatymui ir koregavimui. Šios metamedžiagos taip pat gali būti naudojamos nešiojamose programose.
Įrašo laikas: 2021 m. rugsėjo 27 d.
