Alcuni tipi di oggetti stampati in 3D ora possono essere "sentiti", utilizzando una nuova tecnologia per costruire sensori direttamente nei loro materiali.Un nuovo studio ha scoperto che questa ricerca potrebbe portare a nuovi dispositivi interattivi, come i mobili intelligenti.
Questa nuova tecnologia utilizza metamateriali, sostanze costituite da una griglia di unità ripetute, per stampare oggetti in 3D.Quando la forza viene applicata a un metamateriale flessibile, alcune delle loro cellule possono allungarsi o comprimersi.Gli elettrodi incorporati in queste strutture possono rilevare l'entità e la direzione di questi cambiamenti di forma, nonché la rotazione e l'accelerazione.
In questo nuovo studio, i ricercatori hanno fabbricato oggetti fatti di plastica flessibile e filamenti conduttivi.Questi hanno cellule larghe fino a 5 mm.
Ogni cella ha due pareti opposte fatte di filamenti conduttivi e plastica non conduttiva, e le pareti conduttive fungono da elettrodi.La forza applicata all'oggetto modifica la distanza e l'area di sovrapposizione tra gli elettrodi opposti, 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 in modo trasparente e discreto la tecnologia di rilevamento negli 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 utilizzato questi metamateriali per creare un controller musicale progettato per adattarsi alla forma di una mano umana.Quando l'utente preme uno dei pulsanti flessibili, il segnale elettrico generato aiuta a controllare un sintetizzatore digitale.
Gli scienziati hanno anche realizzato un joystick metamateriale per giocare a Pac-Man.Comprendendo come le persone applicano la forza su questo joystick, i progettisti possono progettare forme e dimensioni uniche della maniglia per le persone con una presa 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 entusiasmante".
I ricercatori hanno anche creato un software di editing 3D, chiamato MetaSense, per aiutare gli utenti a costruire dispositivi interattivi utilizzando questi metamateriali.Simula il modo in cui un oggetto stampato in 3D si deforma quando vengono applicate forze diverse e calcola quali celle cambiano di più e sono più adatte all'uso come elettrodi.
MetaSense consente ai progettisti di stampare strutture in 3D con funzionalità di rilevamento integrate in una volta sola.Ciò rende super veloce la prototipazione di dispositivi, come i joystick, che possono essere personalizzati per persone con diverse esigenze di accessibilità.
Incorporare centinaia o migliaia di unità sensore in un oggetto può aiutare a ottenere un'analisi ad alta risoluzione e in tempo reale di come gli utenti interagiscono con esso.Ad esempio, una sedia intelligente realizzata con questo metamateriale può rilevare il corpo dell'utente, quindi accendere una luce o una TV o raccogliere dati per un'analisi successiva, come rilevare e correggere la postura del corpo.Questi metamateriali possono anche trovare impiego in applicazioni indossabili.
Tempo di pubblicazione: 27 settembre 2021