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 pourrait conduire à de nouveaux dispositifs interactifs, tels que des meubles intelligents.
Cette nouvelle technologie utilise des métamatériaux - des substances constituées d'une grille d'unités répétitives - pour imprimer des objets en 3D.Lorsqu'une force est appliquée à un métamatériau flexible, certaines de ses cellules peuvent s'étirer ou se comprimer.Les électrodes incorporées dans ces structures peuvent détecter l'amplitude 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 souple et en filaments conducteurs.Ceux-ci ont des cellules aussi petites que 5 mm de large.
Chaque cellule a deux parois opposées constituées de filaments conducteurs et de plastique non conducteur, et les parois conductrices 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 les objets imprimés".
Les chercheurs affirment que ces métamatériaux peuvent aider les concepteurs à créer et à ajuster rapidement des périphériques d'entrée informatiques flexibles.Par exemple, ils ont utilisé ces métamatériaux pour créer un contrôleur de musique conçu pour épouser la forme d'une main humaine.Lorsque l'utilisateur appuie sur l'un des boutons flexibles, le signal électrique généré aide à contrôler un synthétiseur numérique.
Les scientifiques ont également fabriqué un joystick en métamatériau pour jouer à Pac-Man.En comprenant comment les gens appliquent la force sur ce joystick, les concepteurs peuvent concevoir des formes et des tailles de poignée uniques pour les personnes ayant 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 dispositifs interactifs utilisant ces métamatériaux.Il simule la façon dont un objet imprimé en 3D se déforme lorsque différentes forces sont appliquées, et calcule quelles cellules changent le plus et sont les plus appropriées pour être utilisées comme électrodes.
MetaSense permet aux concepteurs d'imprimer en 3D des structures avec des capacités de détection intégrées en une seule fois.Cela rend le prototypage d'appareils super rapide, comme les manettes de jeu, qui peuvent être personnalisées 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 réaliser une analyse haute résolution et en temps réel 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 un téléviseur, ou collecter des données pour une analyse ultérieure, comme la détection et la correction de la posture du corps.Ces métamatériaux peuvent également trouver une utilisation dans des applications portables.
Heure de publication : 27 septembre 2021