Một số loại vật thể in 3D hiện có thể được "cảm nhận", sử dụng công nghệ mới để tích hợp cảm biến trực tiếp vào vật liệu của chúng. Một nghiên cứu mới phát hiện ra rằng nghiên cứu này có thể dẫn đến các thiết bị tương tác mới, chẳng hạn như đồ nội thất thông minh.
Công nghệ mới này sử dụng siêu vật liệu - các chất được tạo thành từ một lưới các đơn vị lặp lại - để in các vật thể 3D. Khi lực tác dụng vào siêu vật liệu linh hoạt, một số tế bào của chúng có thể giãn ra hoặc nén lại. Các điện cực được tích hợp vào các cấu trúc này có thể phát hiện ra cường độ và hướng của những thay đổi hình dạng này, cũng như sự quay và gia tốc.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã chế tạo các vật thể làm bằng nhựa dẻo và sợi dẫn điện. Chúng có các tế bào nhỏ chỉ rộng 5 mm.
Mỗi ô có hai bức tường đối diện được làm bằng sợi dẫn điện và nhựa không dẫn điện, và các bức tường dẫn điện đóng vai trò là điện cực. Lực tác dụng lên vật thể làm thay đổi khoảng cách và diện tích chồng chéo giữa các điện cực đối diện, tạo ra tín hiệu điện cho thấy chi tiết về lực tác dụng. Đồng tác giả của báo cáo nghiên cứu cho biết theo cách này, công nghệ mới này có thể "tích hợp công nghệ cảm biến vào các vật thể in một cách liền mạch và kín đáo".
Các nhà nghiên cứu cho biết những siêu vật liệu này có thể giúp các nhà thiết kế nhanh chóng tạo ra và điều chỉnh các thiết bị đầu vào máy tính linh hoạt. Ví dụ, họ đã sử dụng những siêu vật liệu này để tạo ra một bộ điều khiển nhạc được thiết kế để phù hợp với hình dạng của bàn tay con người. Khi người dùng bóp một trong những nút linh hoạt, tín hiệu điện được tạo ra sẽ giúp điều khiển một bộ tổng hợp kỹ thuật số.
Các nhà khoa học cũng tạo ra một cần điều khiển siêu vật liệu để chơi Pac-Man. Bằng cách hiểu cách mọi người tác dụng lực lên cần điều khiển này, các nhà thiết kế có thể thiết kế hình dạng và kích thước tay cầm độc đáo cho những người có lực cầm hạn chế theo một số hướng nhất định.
Đồng tác giả của báo cáo nghiên cứu cho biết: "Chúng ta có thể cảm nhận chuyển động trong bất kỳ vật thể in 3D nào. Từ âm nhạc đến giao diện trò chơi, tiềm năng thực sự thú vị".
Các nhà nghiên cứu cũng đã tạo ra phần mềm chỉnh sửa 3D, được gọi là MetaSense, để giúp người dùng xây dựng các thiết bị tương tác bằng cách sử dụng các siêu vật liệu này. Nó mô phỏng cách một vật thể in 3D biến dạng khi các lực khác nhau được áp dụng và tính toán tế bào nào thay đổi nhiều nhất và phù hợp nhất để sử dụng làm điện cực.
MetaSense cho phép các nhà thiết kế in 3D các cấu trúc có khả năng cảm biến tích hợp chỉ trong một lần. Điều này giúp tạo mẫu thiết bị cực nhanh, chẳng hạn như cần điều khiển, có thể tùy chỉnh cho những cá nhân có nhu cầu tiếp cận khác nhau.
Việc nhúng hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn vị cảm biến vào một vật thể có thể giúp đạt được phân tích độ phân giải cao, thời gian thực về cách người dùng tương tác với vật thể đó. Ví dụ, một chiếc ghế thông minh làm từ siêu vật liệu này có thể phát hiện cơ thể người dùng, sau đó bật đèn hoặc TV, hoặc thu thập dữ liệu để phân tích sau, chẳng hạn như phát hiện và điều chỉnh tư thế cơ thể. Những siêu vật liệu này cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng đeo được.
Thời gian đăng: 27-09-2021
