Alguns tipos de objetos impressos em 3D agora podem ser "sentidos", graças a uma nova tecnologia que incorpora sensores diretamente em seus materiais. Um novo estudo descobriu que essa pesquisa pode levar ao desenvolvimento de novos dispositivos interativos, como móveis inteligentes.
Essa nova tecnologia utiliza metamateriais — substâncias compostas por uma grade de unidades repetidas — para imprimir objetos em 3D. Quando uma força é aplicada a um metamaterial flexível, algumas de suas células podem se esticar ou comprimir. Os eletrodos incorporados a essas estruturas conseguem detectar a magnitude e a direção dessas mudanças de forma, bem como a rotação e a aceleração.
Neste novo estudo, os pesquisadores fabricaram objetos feitos de plástico flexível e filamentos condutores. Estes possuem células com apenas 5 mm de largura.
Cada célula possui duas paredes opostas feitas de filamentos condutores e plástico não condutor, sendo que as paredes condutoras funcionam como eletrodos. A força aplicada ao objeto altera a distância e a área de sobreposição entre os eletrodos opostos, produzindo um sinal elétrico que revela detalhes sobre a força aplicada. O coautor do relatório de pesquisa afirmou que, dessa forma, essa nova tecnologia pode “integrar a tecnologia de sensores em objetos impressos de maneira discreta e natural”.
Pesquisadores afirmam que esses metamateriais podem ajudar os projetistas a criar e ajustar rapidamente dispositivos de entrada flexíveis para computadores. Por exemplo, eles usaram esses metamateriais para criar um controlador de música projetado para se ajustar ao formato de uma mão humana. Quando o usuário aperta um dos botões flexíveis, o sinal elétrico gerado ajuda a controlar um sintetizador digital.
Os cientistas também criaram um joystick de metamaterial para jogar Pac-Man. Ao entender como as pessoas aplicam força nesse joystick, os designers podem projetar formatos e tamanhos de alça exclusivos para pessoas com dificuldades de preensão em determinadas direções.
O coautor do relatório de pesquisa afirmou: “Podemos perceber movimento em qualquer objeto impresso em 3D. Da música às interfaces de jogos, o potencial é realmente empolgante.”
Os pesquisadores também criaram um software de edição 3D, chamado MetaSense, para ajudar os usuários a construir dispositivos interativos usando esses metamateriais. Ele simula como um objeto impresso em 3D se deforma quando diferentes forças são aplicadas e calcula quais células sofrem maiores alterações e são mais adequadas para uso como eletrodos.
A MetaSense permite que os designers imprimam em 3D estruturas com recursos de sensoriamento integrados em uma única etapa. Isso torna a prototipagem de dispositivos extremamente rápida, como joysticks, que podem ser personalizados para pessoas com diferentes necessidades de acessibilidade.
Incorporar centenas ou milhares de sensores em um objeto pode ajudar a obter análises de alta resolução e em tempo real de como os usuários interagem com ele. Por exemplo, uma cadeira inteligente feita desse metamaterial pode detectar o corpo do usuário e, em seguida, acender uma luz ou a TV, ou coletar dados para análises posteriores, como detectar e corrigir a postura corporal. Esses metamateriais também podem ser usados em dispositivos vestíveis.
Data da publicação: 27/09/2021
