Alguns tipus d'objectes impresos en 3D ara es poden "sentir", utilitzant una nova tecnologia per construir sensors directament als seus materials. Un nou estudi va descobrir que aquesta investigació podria conduir a nous dispositius interactius, com ara mobles intel·ligents.
Aquesta nova tecnologia utilitza metamaterials —substàncies formades per una quadrícula d'unitats repetitives— per imprimir objectes en 3D. Quan s'aplica força a un metamaterial flexible, algunes de les seves cèl·lules es poden estirar o comprimir. Els elèctrodes incorporats en aquestes estructures poden detectar la magnitud i la direcció d'aquests canvis de forma, així com la rotació i l'acceleració.
En aquest nou estudi, els investigadors van fabricar objectes fets de plàstic flexible i filaments conductors. Aquests tenen cèl·lules de fins a 5 mm d'amplada.
Cada cel·la té dues parets oposades fetes de filaments conductors i plàstic no conductor, i les parets conductores serveixen com a elèctrodes. La força aplicada a l'objecte canvia la distància i l'àrea de superposició entre els elèctrodes oposats, produint un senyal elèctric que mostra detalls sobre la força aplicada. El coautor de l'informe de recerca va dir que, d'aquesta manera, aquesta nova tecnologia pot "integrar de manera perfecta i discreta la tecnologia de detecció en objectes impresos".
Els investigadors diuen que aquests metamaterials poden ajudar els dissenyadors a crear i ajustar ràpidament dispositius d'entrada informàtica flexibles. Per exemple, van utilitzar aquests metamaterials per crear un controlador de música dissenyat per adaptar-se a la forma d'una mà humana. Quan l'usuari prem un dels botons flexibles, el senyal elèctric generat ajuda a controlar un sintetitzador digital.
Els científics també van crear un joystick de metamaterial per jugar al Pac-Man. En entendre com la gent aplica força sobre aquest joystick, els dissenyadors poden dissenyar formes i mides úniques de la nansa per a persones amb una adherència limitada en determinades direccions.
El coautor de l'informe de recerca va dir: "Podem percebre moviment en qualsevol objecte imprès en 3D. Des de la música fins a les interfícies de jocs, el potencial és realment emocionant".
Els investigadors també han creat un programari d'edició 3D, anomenat MetaSense, per ajudar els usuaris a construir dispositius interactius utilitzant aquests metamaterials. Simula com es deforma un objecte imprès en 3D quan s'hi apliquen diferents forces i calcula quines cèl·lules canvien més i són més adequades per al seu ús com a elèctrodes.
MetaSense permet als dissenyadors imprimir en 3D estructures amb capacitats de detecció integrades d'una sola vegada. Això fa que la creació de prototips de dispositius, com ara joysticks, sigui súper ràpida, que es poden personalitzar per a persones amb diferents necessitats d'accessibilitat.
Integrar centenars o milers d'unitats sensores en un objecte pot ajudar a aconseguir una anàlisi d'alta resolució i en temps real de com els usuaris interactuen amb ell. Per exemple, una cadira intel·ligent feta d'aquest metamaterial pot detectar el cos de l'usuari i després encendre un llum o un televisor, o recopilar dades per a una anàlisi posterior, com ara detectar i corregir la postura corporal. Aquests metamaterials també poden trobar ús en aplicacions portables.
Data de publicació: 27 de setembre de 2021
