Alguns tipos de objetos impressos em 3D agora podem ser "sentidos", utilizando uma nova tecnologia para incorporar sensores diretamente em seus materiais. Um novo estudo concluiu que essa pesquisa pode levar a novos dispositivos interativos, como móveis inteligentes.
Esta 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 podem 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 de até 5 mm de largura.
Cada célula possui duas paredes opostas feitas de filamentos condutores e plástico não condutor, e 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 mostra detalhes sobre a força aplicada. O coautor do relatório de pesquisa afirmou que, dessa forma, essa nova tecnologia pode "integrar a tecnologia de detecção em objetos impressos de forma integrada e discreta".
Pesquisadores afirmam que esses metamateriais podem ajudar designers 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 adaptar 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 neste joystick, os designers podem criar formatos e tamanhos de alças exclusivos para pessoas com dificuldade de segurar em determinadas direções.
O coautor do relatório de pesquisa afirmou: “Podemos perceber movimento em qualquer objeto impresso em 3D. De música a interfaces de jogos, o potencial é realmente empolgante.”
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 mudam mais e são mais adequadas para uso como eletrodos.
O MetaSense permite que designers imprimam estruturas em 3D com recursos de detecção integrados de uma só vez. 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 unidades 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, ligar uma luz ou TV, ou coletar dados para análises posteriores, como detectar e corrigir a postura corporal. Esses metamateriais também podem ser utilizados em aplicações vestíveis.
Data de publicação: 27 de setembro de 2021
