Alguns tipos de objetos impressos em 3D agora podem ser "sentidos", usando uma nova tecnologia para construir sensores diretamente em seus materiais. Um novo estudo descobriu que esta pesquisa pode levar a novos dispositivos interativos, como móveis inteligentes.
Essa nova tecnologia usa as substances metamateriais compostas por uma grade de unidades repetidas para objetos de impressão 3D. Quando a 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 rotação e aceleração.
Neste novo estudo, os pesquisadores fabricaram objetos feitos de filamentos plásticos e condutores flexíveis. Estes têm células tão pequenas quanto 5 mm de largura.
Cada célula possui duas paredes opostas feitas de filamentos condutores e plástico não condutor, e as paredes condutivas servem 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 co-autor do relatório de pesquisa disse que, dessa maneira, essa nova tecnologia pode "integrar de maneira perfeita e discreta tecnologia de detecção em objetos impressos".
Os pesquisadores dizem que esses metamateriais podem ajudar os designers a criar e ajustar rapidamente dispositivos flexíveis de entrada de computador. Por exemplo, eles usaram esses metamateriais para criar um controlador de música projetado para se ajustar à forma 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 fizeram um joystick metamaterial para jogar Pac-Man. Ao entender como as pessoas aplicam força nesse joystick, os designers podem projetar formas e tamanhos de alça exclusivos para pessoas com aderência limitada em certas direções.
O co-autor do relatório de pesquisa disse: "Podemos perceber o movimento em qualquer objeto impresso em 3D. De música às interfaces de jogo, o potencial é realmente emocionante".
Os pesquisadores também criaram software de edição 3D, chamado Metasense, para ajudar os usuários a criar dispositivos interativos usando esses metamateriais. Ele simula como um objeto impresso em 3D se deforma quando forças diferentes são aplicadas e calcula quais células mudam mais e são mais adequadas para uso como eletrodos.
A Metasense permite que os designers sejam estruturas de impressão em 3D com recursos de detecção embutidos de uma só vez. Isso torna a prototipagem de dispositivos super rápida, como joysticks, que podem ser personalizados para indivíduos com diferentes necessidades de acessibilidade.
Incorporar centenas ou milhares de unidades de sensores em um objeto pode ajudar a obter uma análise de alta resolução e em tempo real de como os usuários interagem com ele. Por exemplo, uma cadeira inteligente feita com esse metamaterial pode detectar o corpo do usuário e depois ligar uma luz ou TV ou coletar dados para análises posteriores, como detectar e corrigir a postura do corpo. Esses metamateriais também podem encontrar uso em aplicações vestíveis.
Tempo de postagem: 27-2021 de setembro
