Некаторыя віды аб'ектаў, надрукаваных на 3D-прынтары, цяпер можна «адчуць на вуснах» з дапамогай новай тэхналогіі ўбудавання датчыкаў непасрэдна ў матэрыялы. Новае даследаванне паказала, што гэта даследаванне можа прывесці да стварэння новых інтэрактыўных прылад, такіх як разумная мэбля.
Гэтая новая тэхналогія выкарыстоўвае метаматэрыялы — рэчывы, якія складаюцца з сеткі паўтаральных адзінак, — для трохмернага друку аб'ектаў. Калі да гнуткага метаматэрыялу прыкладваецца сіла, некаторыя з яго клетак могуць расцягвацца або сціскацца. Электроды, убудаваныя ў гэтыя структуры, могуць выяўляць велічыню і кірунак гэтых змен формы, а таксама кручэнне і паскарэнне.
У гэтым новым даследаванні даследчыкі вырабілі аб'екты з гнуткага пластыка і праводзячых нітак. Яны маюць ячэйкі памерам усяго 5 мм у шырыню.
Кожная ячэйка мае дзве супрацьлеглыя сценкі, зробленыя з праводзячых нітак і неправодзячых пластыкаў, прычым праводзячыя сценкі служаць электродамі. Сіла, прыкладзеная да аб'екта, змяняе адлегласць і плошчу перакрыцця паміж супрацьлеглымі электродамі, ствараючы электрычны сігнал, які паказвае падрабязную інфармацыю аб прыкладзенай сіле. Суаўтар даследчай справаздачы сказаў, што такім чынам гэтая новая тэхналогія можа «бясшвоўна і незаўважна інтэграваць тэхналогію датчыкаў у друкаваныя аб'екты».
Даследчыкі сцвярджаюць, што гэтыя метаматэрыялы могуць дапамагчы дызайнерам хутка ствараць і наладжваць гнуткія прылады ўводу камп'ютара. Напрыклад, яны выкарысталі гэтыя метаматэрыялы для стварэння музычнага кантролера, прызначанага для формы чалавечай рукі. Калі карыстальнік націскае адну з гнуткіх кнопак, генеруемы электрычны сігнал дапамагае кіраваць лічбавым сінтэзатарам.
Навукоўцы таксама стварылі джойсцік з метаматэрыялу для гульні ў Pac-Man. Разумеючы, як людзі прыкладаюць сілу да гэтага джойсціка, дызайнеры могуць распрацоўваць унікальныя формы і памеры ручак для людзей з абмежаваным счапленнем у пэўных напрамках.
Суаўтар даследчай справаздачы сказаў: «Мы можам успрымаць рух у любым аб'екце, надрукаваным на 3D-прынтары. Ад музыкі да гульнявых інтэрфейсаў — патэнцыял сапраўды захапляльны».
Даследчыкі таксама стварылі праграмнае забеспячэнне для 3D-рэдагавання пад назвай MetaSense, каб дапамагчы карыстальнікам ствараць інтэрактыўныя прылады з выкарыстаннем гэтых метаматэрыялаў. Яно мадэлюе, як дэфармуецца 3D-друкаваны аб'ект пры ўздзеянні розных сіл, і разлічвае, якія клеткі змяняюцца найбольш і найбольш падыходзяць для выкарыстання ў якасці электродаў.
MetaSense дазваляе дызайнерам адначасова друкаваць на 3D-прынтары канструкцыі з убудаванымі сэнсарнымі магчымасцямі. Гэта робіць стварэнне прататыпаў прылад надзвычай хуткім, напрыклад, джойсцікаў, якія можна наладзіць для людзей з рознымі патрэбамі ў даступнасці.
Убудаванне соцень ці тысяч датчыкаў у аб'ект можа дапамагчы дасягнуць высокаразрознага аналізу ўзаемадзеяння карыстальнікаў з ім у рэжыме рэальнага часу. Напрыклад, разумнае крэсла, вырабленае з гэтага метаматэрыялу, можа распазнаваць цела карыстальніка, а затым уключаць святло ці тэлевізар, альбо збіраць дадзеныя для наступнага аналізу, напрыклад, для выяўлення і карэкцыі паставы цела. Гэтыя метаматэрыялы таксама могуць знайсці прымяненне ў носных прыладах.
Час публікацыі: 27 верасня 2021 г.
