Mõnda tüüpi 3D-prinditud objekte saab nüüd "tunda", kasutades uut tehnoloogiat, mis ehitab andureid otse nende materjalidesse. Uus uuring näitas, et see uuring võib viia uute interaktiivsete seadmete, näiteks nutika mööbli väljatöötamiseni.
See uus tehnoloogia kasutab 3D-prinditud objektide jaoks metamaterjale – aineid, mis koosnevad korduvate üksuste võrgustikust. Kui painduvale metamaterjalile rakendatakse jõudu, võivad mõned selle rakud venitada või kokku suruda. Nendesse struktuuridesse integreeritud elektroodid suudavad tuvastada nende kuju muutuste ulatust ja suunda, samuti pöörlemist ja kiirendust.
Selles uues uuringus valmistasid teadlased painduvast plastist ja juhtivatest niitidest esemeid. Nende rakud on vaid 5 mm laiused.
Igal elemendil on kaks vastasseina, mis on valmistatud juhtivatest niitidest ja mittejuhtivast plastist ning juhtivad seinad toimivad elektroodidena. Objektile rakendatav jõud muudab vastaselektroodide vahelist kaugust ja kattuvusala, tekitades elektrilise signaali, mis näitab rakendatud jõu üksikasju. Uurimisaruande kaasautor ütles, et sel viisil saab see uus tehnoloogia „sujuvalt ja märkamatult integreerida sensoritehnoloogia trükitud objektidesse“.
Teadlaste sõnul aitavad need metamaterjalid disaineritel kiiresti luua ja kohandada painduvaid arvuti sisendseadmeid. Näiteks kasutasid nad neid metamaterjale muusikakontrolleri loomiseks, mis on loodud inimese käe kuju järgi. Kui kasutaja pigistab ühte painduvat nuppu, aitab tekitatud elektriline signaal juhtida digitaalset süntesaatorit.
Teadlased valmistasid ka metamaterjalist juhtkangi Pac-Mani mängimiseks. Mõistes, kuidas inimesed sellele juhtkangile jõudu rakendavad, saavad disainerid kujundada unikaalse kuju ja suurusega käepidemeid inimestele, kellel on teatud suundades piiratud haare.
Uurimistöö kaasautor ütles: „Me suudame liikumist tajuda igas 3D-prinditud objektis. Muusikast mänguliidesteni – potentsiaal on tõeliselt põnev.“
Teadlased on loonud ka 3D-töötlustarkvara nimega MetaSense, mis aitab kasutajatel neid metamaterjale kasutades interaktiivseid seadmeid luua. See simuleerib, kuidas 3D-prinditud objekt erinevate jõudude rakendamisel deformeerub, ning arvutab välja, millised rakud muutuvad kõige rohkem ja sobivad kõige paremini elektroodidena kasutamiseks.
MetaSense võimaldab disaineritel 3D-printida sisseehitatud sensorivõimalustega struktuure ühe korraga. See muudab seadmete, näiteks juhtkangide, prototüüpimise ülikiireks, mida saab kohandada erinevate ligipääsetavusvajadustega inimestele.
Sadade või tuhandete andurite objektile paigutamine aitab saavutada kasutajate sellega suhtlemise kõrglahutusega reaalajas analüüsi. Näiteks saab sellest metamaterjalist valmistatud nutikas tool tuvastada kasutaja keha ja seejärel sisse lülitada tule või teleri või koguda andmeid hilisemaks analüüsiks, näiteks kehahoiaku tuvastamiseks ja korrigeerimiseks. Neid metamaterjale võidakse kasutada ka kantavates rakendustes.
Postituse aeg: 27. september 2021
