Certains types d'objets imprimés en 3D peuvent désormais être «sentis», en utilisant une nouvelle technologie pour intégrer des capteurs directement dans leurs matériaux. Une nouvelle étude a révélé que cette recherche peut conduire à de nouveaux appareils interactifs, tels que les meubles intelligents.
Cette nouvelle technologie utilise des substances métamatériales composées d'une grille d'unités répétitives aux objets imprimés 3D. Lorsque la force est appliquée à un métamatériau flexible, certaines de leurs cellules peuvent s'étirer ou se compresser. Les électrodes incorporées dans ces structures peuvent détecter l'ampleur et la direction de ces changements de forme, ainsi que la rotation et l'accélération.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont fabriqué des objets en plastique flexible et des filaments conducteurs. Ceux-ci ont des cellules aussi petites que 5 mm de large.
Chaque cellule a deux murs opposés en filaments conducteurs et du plastique non conducteur, et les murs conducteurs servent d'électrodes. La force appliquée à l'objet modifie la distance et la zone de chevauchement entre les électrodes opposées, produisant un signal électrique qui montre des détails sur la force appliquée. Le co-auteur du rapport de recherche a déclaré que de cette manière, cette nouvelle technologie peut «intégrer de manière transparente et discrète la technologie de détection dans des objets imprimés».
Les chercheurs disent que ces métamatériaux peuvent aider les concepteurs à créer et à régler rapidement les dispositifs d'entrée d'ordinateur flexibles. Par exemple, ils ont utilisé ces métamatériaux pour créer un contrôleur de musique conçu pour s'adapter à la forme d'une main humaine. Lorsque l'utilisateur serre l'un des boutons flexibles, le signal électrique généré aide à contrôler un synthétiseur numérique.
Les scientifiques ont également fait un joystick métamatériaux pour jouer à Pac-Man. En comprenant comment les gens appliquent une force sur ce joystick, les concepteurs peuvent concevoir des formes et des tailles de poignées uniques pour les personnes avec une prise limitée dans certaines directions.
Le co-auteur du rapport de recherche a déclaré: "Nous pouvons percevoir le mouvement dans n'importe quel objet imprimé en 3D. De la musique aux interfaces de jeu, le potentiel est vraiment excitant."
Les chercheurs ont également créé un logiciel d'édition 3D, appelé MetaSense, pour aider les utilisateurs à créer des appareils interactifs en utilisant ces métamatériaux. Il simule comment un objet imprimé 3D se déforme lorsque différentes forces sont appliquées et calcule les cellules le plus et sont les plus appropriées pour une utilisation comme électrodes.
MetaSense permet aux concepteurs de structures d'impression 3D avec des capacités de détection intégrées en une seule fois. Cela rend le prototypage des appareils super rapide, comme les joysticks, qui peuvent être personnalisés pour les personnes ayant des besoins d'accessibilité différents.
L'intégration de centaines ou de milliers d'unités de capteurs dans un objet peut aider à atteindre une analyse en temps réel à haute résolution de la façon dont les utilisateurs interagissent avec lui. Par exemple, une chaise intelligente faite de ce métamatériau peut détecter le corps de l'utilisateur, puis allumer une lumière ou une télévision, ou collecter des données pour une analyse ultérieure, comme la détection et la correction de la posture corporelle. Ces métamatériaux peuvent également trouver une utilisation dans des applications portables.
Heure du poste: sept-27-2021
