Một số loại vật thể in 3D giờ đây 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 cho thấy 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 mạng lưới các đơn vị lặp lại - thành các đối tượng in 3D.Khi lực tác dụng lên một siêu vật liệu linh hoạt, một số tế bào của chúng có thể bị kéo căng hoặc nén lại.Các điện cực được tích hợp vào các cấu trúc này có thể phát hiện cường độ và hướng của những thay đổi hình dạng này, cũng như chuyển động quay và gia tốc.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã chế tạo các vật thể làm bằng nhựa dẻo và các sợi dẫn điện.Chúng có các ô nhỏ rộng tới 5 mm.
Mỗi tế bào có hai bức tường đối diện 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 lấn giữa các điện cực đối diện, tạo ra tín hiệu điện hiển thị chi tiết về lực tác dụng.Đồng tác giả của báo cáo nghiên cứu cho biết bằng 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 nói rằng những siêu vật liệu này có thể giúp các nhà thiết kế nhanh chóng tạo 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 âm nhạc được thiết kế để phù hợp với hình dạng của bàn tay con người.Khi người dùng bóp một trong các nút linh hoạt, tín hiệu điện được tạo ra sẽ giúp điều khiển bộ tổng hợp kỹ thuật số.
Các nhà khoa học cũng tạo ra một cần điều khiển siêu vật liệu để chơi trò Pac-Man.Bằng cách hiểu cách mọi người tác dụng lực lên cần điều khiển này, các nhà thiết kế có thể thiết kế các hình dạng và kích cỡ tay cầm độc đáo cho những người có tay cầm hạn chế ở một số hướng nhất định.
Đồng tác giả của báo cáo nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi có thể cảm nhận được chuyển động trong bất kỳ vật thể in 3D nào.Từ âm nhạc đến giao diện trò chơi, tiềm năng thực sự rất 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 đối tượng in 3D biến dạng khi tác dụng các lực khác nhau và tính toán ô nào thay đổi nhiều nhất và phù hợp nhất để sử dụng làm điện cực.
MetaSense cho phép các nhà thiết kế in cấu trúc 3D với khả năng cảm biến tích hợp trong một lần.Điều này làm cho việc tạo mẫu thiết bị siêu nhanh, chẳng hạn như cần điều khiển, có thể được tùy chỉnh cho các cá nhân có nhu cầu tiếp cận khác nhau.
Việc nhúng hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn vị cảm biến vào một đối tượng có thể giúp đạt được phân tích thời gian thực, độ phân giải cao về cách người dùng tương tác với đối tượng.Ví dụ: một chiếc ghế thông minh làm bằng 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 này, 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 có thể đeo được.
Thời gian đăng: 27-09-2021