Algunos objetos impresos en 3D ahora pueden "sentirse" 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 compuestas por una cuadrícula de unidades repetitivas— para imprimir objetos en 3D. Al aplicar fuerza a un metamaterial flexible, algunas de sus celdas pueden estirarse o comprimirse. Los electrodos incorporados a 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 objetos tienen celdas de tan solo 5 mm de ancho.
Cada celda tiene dos paredes opuestas hechas de filamentos conductores y plástico no conductor, y las paredes conductoras funcionan como electrodos. La fuerza aplicada al objeto modifica la distancia y el área de superposición entre los electrodos opuestos, generando una señal eléctrica que muestra detalles sobre la fuerza aplicada. El coautor del informe de investigación afirmó que, de esta manera, esta nueva tecnología puede integrar la tecnología de detección en objetos impresos de forma discreta y sin problemas.
Los investigadores afirman que estos metamateriales pueden ayudar a los diseñadores a crear y ajustar rápidamente dispositivos de entrada flexibles para ordenadores. Por ejemplo, los utilizaron para crear un controlador musical 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 crearon un joystick de metamaterial para jugar al Pac-Man. Al comprender cómo las personas aplican fuerza sobre este joystick, los diseñadores pueden crear formas y tamaños de mango únicos para personas con agarre limitado en ciertas direcciones.
El coautor del informe de investigación afirmó: «Podemos percibir el movimiento en cualquier objeto impreso en 3D. Desde la música hasta las interfaces de videojuegos, el potencial es realmente fascinante».
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 experimentan mayores cambios 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.
Integrar cientos o miles de sensores en un objeto puede ayudar a lograr un análisis en tiempo real y de alta resolución de cómo interactúan los usuarios con él. Por ejemplo, una silla inteligente fabricada con este metamaterial puede detectar el cuerpo del usuario y, en ese caso, 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
