Algunos objetos impresos en 3D ahora pueden ser «tocados» gracias a una nueva tecnología que integra sensores directamente en sus materiales. Un estudio reciente reveló que esta investigación podría dar lugar a nuevos dispositivos interactivos, como muebles inteligentes.
Esta nueva tecnología utiliza metamateriales —sustancias formadas por una retícula de unidades repetitivas— para imprimir objetos en 3D. Al aplicar fuerza a un metamaterial flexible, algunas de sus celdas se estiran o se comprimen. Los electrodos incorporados en estas estructuras detectan 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 de plástico flexible y filamentos conductores. Estos tienen células de tan solo 5 mm de ancho.
Cada celda tiene dos paredes opuestas, una compuesta por filamentos conductores y otra por plástico no conductor; las paredes conductoras funcionan como electrodos. La fuerza aplicada al objeto modifica la distancia y el área de superposición entre los electrodos, generando una señal eléctrica que proporciona información detallada sobre dicha fuerza. El coautor del informe de investigación afirmó que, de esta manera, esta nueva tecnología permite «integrar de forma fluida y discreta la tecnología de sensores en objetos impresos».
Los investigadores afirman que estos metamateriales pueden ayudar a los diseñadores a crear y ajustar rápidamente dispositivos de entrada flexibles para computadoras. Por ejemplo, los utilizaron para crear un controlador musical diseñado para adaptarse a la forma de la mano humana. Cuando el usuario aprieta uno de los botones flexibles, la señal eléctrica generada ayuda a controlar un sintetizador digital.
Los científicos también crearon un joystick de metamaterial para jugar a Pac-Man. Al comprender cómo se aplica la fuerza sobre este joystick, los diseñadores pueden crear formas y tamaños de mango únicos para personas con limitaciones de agarre en ciertas direcciones.
El coautor del informe de investigación afirmó: “Podemos percibir movimiento en cualquier objeto impreso en 3D. Desde la música hasta las interfaces de 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. Este software simula cómo se deforma un objeto impreso en 3D al aplicarle diferentes fuerzas y calcula qué células cambian más y son las más adecuadas para su uso como electrodos.
MetaSense permite a los diseñadores imprimir en 3D estructuras con sensores integrados de una sola vez. Esto agiliza enormemente la creación de prototipos de dispositivos, como joysticks, que pueden personalizarse para personas con diferentes necesidades de accesibilidad.
La integración de cientos o miles de sensores en un objeto permite realizar análisis en tiempo real y de alta resolución sobre la interacción de los usuarios con él. Por ejemplo, una silla inteligente fabricada con este metamaterial puede detectar el cuerpo del usuario y, a continuación, encender una luz o un televisor, o recopilar datos para su posterior análisis, como la detección y corrección de la postura corporal. Estos metamateriales también podrían tener aplicaciones en dispositivos portátiles.
Fecha de publicación: 27 de septiembre de 2021
