Alcuni tipi di oggetti stampati in 3D possono ora essere "sentiti", utilizzando una nuova tecnologia per costruire sensori direttamente nei loro materiali. Un nuovo studio ha scoperto che questa ricerca può portare a nuovi dispositivi interattivi, come mobili intelligenti.
Questa nuova tecnologia utilizza le sostanze metamateriali costituite da una griglia di oggetti di stampa 3D ripetitivi. Quando la forza viene applicata a un metamateriale flessibile, alcune delle loro cellule possono allungarsi o comprimere. Gli elettrodi incorporati in queste strutture possono rilevare la grandezza e la direzione di questi cambiamenti di forma, nonché la rotazione e l'accelerazione.
In questo nuovo studio, i ricercatori hanno fabbricato oggetti realizzati in plastica flessibile e filamenti conduttivi. Questi hanno cellule larghe 5 mm.
Ogni cellula ha due pareti opposte fatte di filamenti conduttivi e plastica non conduttiva e le pareti conduttive fungono da elettrodi. La forza applicata all'oggetto cambia la distanza e l'area di sovrapposizione tra gli elettrodi avversari, producendo un segnale elettrico che mostra i dettagli sulla forza applicata. Il coautore del rapporto di ricerca ha affermato che in questo modo questa nuova tecnologia può "integrare perfettamente e discretamente la tecnologia di rilevamento in oggetti stampati".
I ricercatori affermano che questi metamateriali possono aiutare i progettisti a creare e regolare rapidamente dispositivi di input per computer flessibili. Ad esempio, hanno usato questi metamateriali per creare un controller musicale progettato per adattarsi alla forma di una mano umana. Quando l'utente stringe uno dei pulsanti flessibili, il segnale elettrico generato aiuta a controllare un sintetizzatore digitale.
Gli scienziati hanno anche fatto un joystick metamateriale per interpretare Pac-Man. Comprendendo come le persone applicano la forza su questo joystick, i designer possono progettare forme e dimensioni uniche per le persone con impugnatura limitata in determinate direzioni.
Il coautore del rapporto di ricerca ha dichiarato: "Possiamo percepire il movimento in qualsiasi oggetto stampato in 3D. Dalla musica alle interfacce di gioco, il potenziale è davvero eccitante".
I ricercatori hanno anche creato software di editing 3D, chiamato Metasense, per aiutare gli utenti a creare dispositivi interattivi utilizzando questi metamateriali. Simula come si deforma un oggetto stampato in 3D quando vengono applicate forze diverse e calcola quali celle cambiano di più e sono più adatte per l'uso come elettrodi.
Metasense consente ai progettisti di strutture di stampa 3D con capacità di rilevamento incorporate in una volta. Ciò rende super veloce la prototipazione dei dispositivi, come i joystick, che possono essere personalizzati per le persone con diverse esigenze di accessibilità.
Incorporare centinaia o migliaia di unità di sensori in un oggetto può aiutare a raggiungere un'analisi in tempo reale ad alta risoluzione di come gli utenti interagiscono con esso. Ad esempio, una sedia intelligente fatta di questo metamateriale può rilevare il corpo dell'utente e quindi attivare una luce o una TV o raccogliere dati per analisi successive, come rilevare e correggere la postura del corpo. Questi metamateriali possono anche trovare uso in applicazioni indossabili.
Tempo post: settembre-2021
