برخی از انواع اشیاء چاپ شده سه بعدی را می توان با استفاده از فناوری جدید برای ساخت حسگرها به طور مستقیم در مواد آنها "احساس کرد".یک مطالعه جدید نشان داد که این تحقیق ممکن است به ابزارهای تعاملی جدیدی مانند مبلمان هوشمند منجر شود.
این فناوری جدید از فرامواد - موادی که از شبکه ای از واحدهای تکرار شونده تشکیل شده است - برای اشیاء چاپ سه بعدی استفاده می کند.هنگامی که نیرو به یک متاماده انعطاف پذیر اعمال می شود، برخی از سلول های آنها ممکن است کشیده یا فشرده شوند.الکترودهای گنجانده شده در این ساختارها می توانند بزرگی و جهت این تغییرات شکل و همچنین چرخش و شتاب را تشخیص دهند.
در این مطالعه جدید، محققان اشیایی از پلاستیک انعطاف پذیر و رشته های رسانا ساخته اند.این سلول‌ها دارای سلول‌هایی به عرض ۵ میلی‌متر هستند.
هر سلول دارای دو دیواره متضاد است که از رشته های رسانا و پلاستیک غیر رسانا ساخته شده اند و دیواره های رسانا به عنوان الکترود عمل می کنند.نیروی اعمال شده به جسم، فاصله و ناحیه همپوشانی بین الکترودهای مخالف را تغییر می دهد و سیگنال الکتریکی تولید می کند که جزئیات نیروی اعمال شده را نشان می دهد.یکی از نویسندگان گزارش تحقیق گفت که از این طریق، این فناوری جدید می تواند "به طور یکپارچه و بدون مزاحم فناوری سنجش را در اشیاء چاپی ادغام کند."
محققان می گویند که این فرامواد می تواند به طراحان کمک کند تا به سرعت دستگاه های ورودی کامپیوتری انعطاف پذیر را ایجاد و تنظیم کنند.برای مثال، آنها از این متامتریال ها برای ایجاد یک کنترلر موسیقی که متناسب با شکل دست انسان طراحی شده است، استفاده کردند.هنگامی که کاربر یکی از دکمه های انعطاف پذیر را فشار می دهد، سیگنال الکتریکی تولید شده به کنترل سینت سایزر دیجیتال کمک می کند.
دانشمندان همچنین یک جوی استیک متامتریال برای بازی Pac-Man ساختند.با درک نحوه اعمال نیرو بر روی این جوی استیک، طراحان می توانند شکل ها و اندازه های منحصر به فرد دسته را برای افرادی که در جهات خاص چسبندگی محدودی دارند طراحی کنند.
یکی از نویسندگان گزارش تحقیق گفت: «ما می‌توانیم حرکت را در هر شیء چاپ شده سه بعدی درک کنیم.از موسیقی گرفته تا رابط‌های بازی، پتانسیل واقعاً هیجان‌انگیز است.»
محققان همچنین نرم افزار ویرایش سه بعدی به نام MetaSense را برای کمک به کاربران در ساخت دستگاه های تعاملی با استفاده از این فرامواد ایجاد کرده اند.این شبیه‌سازی می‌کند که چگونه یک شی پرینت‌شده سه‌بعدی با اعمال نیروهای مختلف تغییر شکل می‌دهد و محاسبه می‌کند که کدام سلول‌ها بیشتر تغییر می‌کنند و برای استفاده به عنوان الکترود مناسب‌تر هستند.
MetaSense طراحان را قادر می‌سازد تا سازه‌ها را با قابلیت‌های حسگر داخلی چاپ سه بعدی کنند.این باعث می شود نمونه سازی دستگاه ها بسیار سریع باشد، مانند جوی استیک، که می تواند برای افراد با نیازهای دسترسی متفاوت سفارشی شود.
تعبیه صدها یا هزاران واحد حسگر در یک شی می تواند به دستیابی به تجزیه و تحلیل با وضوح بالا و زمان واقعی نحوه تعامل کاربران با آن کمک کند.به عنوان مثال، یک صندلی هوشمند ساخته شده از این فراماده می تواند بدن کاربر را تشخیص دهد و سپس یک چراغ یا تلویزیون را روشن کند یا داده هایی را برای تجزیه و تحلیل بعدی، مانند تشخیص و اصلاح وضعیت بدن، جمع آوری کند.این فرامواد همچنین ممکن است در کاربردهای پوشیدنی استفاده شوند.
زمان ارسال: سپتامبر 27-2021