Algunos tipos de objetos impresos en 3D ahora se pueden "sentir", utilizando una nueva tecnología para construir sensores directamente en sus materiales.Un nuevo estudio encontró que esta investigación puede conducir a nuevos dispositivos interactivos, como muebles inteligentes.
Esta nueva tecnología utiliza metamateriales, sustancias formadas por una cuadrícula de unidades repetitivas, para imprimir objetos en 3D.Cuando se aplica fuerza a un metamaterial flexible, algunas de sus celdas pueden estirarse o comprimirse.Los electrodos incorporados en estas estructuras pueden detectar la magnitud y la dirección de estos cambios de forma, así como la rotación y la aceleración.
En este nuevo estudio, los investigadores fabricaron objetos hechos de plástico flexible y filamentos conductores.Estos tienen celdas tan pequeñas como 5 mm de ancho.
Cada celda tiene dos paredes opuestas hechas de filamentos conductores y plástico no conductor, y las paredes conductoras sirven como electrodos.La fuerza aplicada al objeto cambia la distancia y el área de superposición entre los electrodos opuestos, produciendo una señal eléctrica que muestra detalles sobre la fuerza aplicada.El coautor del informe de investigación dijo que, de esta manera, esta nueva tecnología puede "integrar de manera transparente y discreta la tecnología de detección en los objetos impresos".
Los investigadores dicen que estos metamateriales pueden ayudar a los diseñadores a crear y ajustar rápidamente dispositivos de entrada de computadora flexibles.Por ejemplo, usaron estos metamateriales para crear un controlador de música diseñado para adaptarse a la forma de una mano humana.Cuando el usuario aprieta uno de los botones flexibles, la señal eléctrica generada ayuda a controlar un sintetizador digital.
Los científicos también fabricaron un joystick de metamaterial para jugar a Pac-Man.Al comprender cómo las personas aplican la fuerza en este joystick, los diseñadores pueden diseñar formas y tamaños de mango únicos para personas con agarre limitado en ciertas direcciones.
El coautor del informe de investigación dijo: “Podemos percibir el movimiento en cualquier objeto impreso en 3D.Desde la música hasta las interfaces de los juegos, el potencial es realmente emocionante”.
Los investigadores también han creado un software de edición 3D, llamado MetaSense, para ayudar a los usuarios a construir dispositivos interactivos utilizando estos metamateriales.Simula cómo se deforma un objeto impreso en 3D cuando se aplican diferentes fuerzas y calcula qué celdas cambian más y son las más adecuadas para usar como electrodos.
MetaSense permite a los diseñadores imprimir estructuras en 3D con capacidades de detección integradas de una sola vez.Esto hace que la creación de prototipos de dispositivos sea súper rápida, como joysticks, que se pueden personalizar para personas con diferentes necesidades de accesibilidad.
Incrustar cientos o miles de unidades de sensores en un objeto puede ayudar a lograr un análisis en tiempo real de alta resolución de cómo los usuarios interactúan con él.Por ejemplo, una silla inteligente hecha de este metamaterial puede detectar el cuerpo del usuario y luego encender una luz o un televisor, o recopilar datos para su posterior análisis, como detectar y corregir la postura corporal.Estos metamateriales también pueden encontrar uso en aplicaciones portátiles.
Hora de publicación: 27-sep-2021