در حال حاضر برخی از انواع اشیاء چاپی سه بعدی می توانند با استفاده از یک فناوری جدید برای ساختن سنسورها به طور مستقیم در مواد خود ، "احساس" شوند. یک مطالعه جدید نشان داد که این تحقیق ممکن است منجر به دستگاه های تعاملی جدید مانند مبلمان هوشمند شود.
این فناوری جدید با استفاده از زیر مجموعه های متاماد ساخته شده از شبکه ای از واحدهای تکرار شده به اشیاء چاپی سه بعدی. هنگامی که نیرو به یک متامال انعطاف پذیر اعمال می شود ، برخی از سلولهای آنها ممکن است کشیده یا فشرده شود. الکترودهای موجود در این سازه ها می توانند بزرگی و جهت این تغییرات شکل و همچنین چرخش و شتاب را تشخیص دهند.
در این مطالعه جدید ، محققان اشیاء ساخته شده از رشته های پلاستیکی انعطاف پذیر و رسانا را ساختند. این سلول ها به اندازه 5 میلی متر عرض دارند.
هر سلول دارای دو دیوار متضاد ساخته شده از رشته های رسانا و پلاستیک غیر رسانا است و دیواره های رسانا به عنوان الکترودها عمل می کنند. نیرویی که به شیء اعمال می شود فاصله و همپوشانی بین الکترودهای مخالف را تغییر می دهد و یک سیگنال الکتریکی تولید می کند که جزئیات مربوط به نیروی اعمال شده را نشان می دهد. نویسنده گزارش تحقیق گفت: از این طریق ، این فناوری جدید می تواند "یکپارچه و بدون سر و صدا فناوری سنجش را در اشیاء چاپی ادغام کند."
محققان می گویند که این مواد متاملی می تواند به طراحان کمک کند تا به سرعت دستگاه های ورودی رایانه ای انعطاف پذیر را ایجاد و تنظیم کنند. به عنوان مثال ، آنها از این مواد متامدانه برای ایجاد یک کنترلر موسیقی که به گونه ای متناسب با شکل دست انسان طراحی شده است ، استفاده کردند. هنگامی که کاربر یکی از دکمه های انعطاف پذیر را فشرده می کند ، سیگنال الکتریکی تولید شده به کنترل یک سینت سایزر دیجیتال کمک می کند.
دانشمندان همچنین برای بازی در Pac-Man یک جوی استیک متامدانه درست کردند. طراحان با درک چگونگی اعمال نیرو در این جوی استیک ، می توانند شکل ها و اندازه های منحصر به فردی را برای افرادی که دارای محدودیت محدود در جهات خاص هستند ، طراحی کنند.
نویسنده گزارش تحقیق گفت: "ما می توانیم حرکت را در هر شیء چاپی سه بعدی درک کنیم. از موسیقی گرفته تا رابط های بازی ، پتانسیل واقعاً هیجان انگیز است."
محققان همچنین نرم افزاری ویرایش سه بعدی به نام Metasense ایجاد کرده اند تا به کاربران کمک کند تا دستگاه های تعاملی را با استفاده از این مواد متامدانه بسازند. این شبیه سازی می کند که چگونه یک شیء چاپی سه بعدی هنگام استفاده از نیروهای مختلف تغییر شکل می یابد و محاسبه می کند که کدام سلول ها بیشترین تغییر را دارند و برای استفاده به عنوان الکترودها مناسب ترین هستند.
Metasense طراحان را قادر می سازد تا سازه های چاپی سه بعدی با قابلیت سنجش داخلی را به یکباره انجام دهند. این امر باعث می شود نمونه سازی دستگاه ها بسیار سریع ، مانند جوی استیک ها ، که می تواند برای افراد با نیازهای مختلف دسترسی سفارشی شود.
تعبیه صدها یا هزاران واحد سنسور در یک شی می تواند به دستیابی به تجزیه و تحلیل با وضوح بالا و در زمان واقعی نحوه تعامل کاربران با آن کمک کند. به عنوان مثال ، یک صندلی هوشمند ساخته شده از این متاماد می تواند بدن کاربر را تشخیص دهد ، و سپس یک نور یا تلویزیون را روشن کند ، یا داده ها را برای تجزیه و تحلیل بعدی مانند تشخیص و اصلاح وضعیت بدن جمع کند. این مواد متاملی نیز ممکن است در برنامه های پوشیدنی استفاده کنند.
زمان پست: سپتامبر -27-2021
