Verschidden Aarte vun 3D-gedréckten Objeten kënnen elo "gefillt" ginn, andeems eng nei Technologie benotzt gëtt fir Sensoren direkt an hire Materialien anzebauen. Eng nei Studie huet festgestallt, datt dës Fuerschung zu neien interaktiven Apparater féiere kéint, wéi zum Beispill intelligent Miwwelen.
Dës nei Technologie benotzt Metamaterialien - Substanzen, déi aus engem Raster vu widderhuelende Eenheeten zesummegesat sinn - fir Objeten am 3D-Drock ze maachen. Wann Kraaft op e flexibles Metamaterial ugewannt gëtt, kënnen e puer vun hiren Zellen sech dehnen oder kompriméieren. D'Elektroden, déi an dës Strukturen integréiert sinn, kënnen d'Gréisst an d'Richtung vun dëse Formännerungen, souwéi Rotatioun an Beschleunigung detektéieren.
An dëser neier Studie hunn d'Fuerscher Objeten aus flexiblem Plastik a leitfäege Filamenter hiergestallt. Dës hunn Zellen, déi bis zu 5 mm breet sinn.
All Zell huet zwou géigeniwwerleeënd Wänn aus leitfäege Filamenter an net-leitfäege Plastik, an déi leitfäeg Wänn déngen als Elektroden. D'Kraaft, déi op den Objet ausgeübt gëtt, ännert den Ofstand an d'Iwwerlappungsfläch tëscht den géigeniwwerleeënden Elektroden, wouduerch en elektrescht Signal produzéiert gëtt, dat Detailer iwwer déi ugewandt Kraaft weist. De Co-Auteur vum Fuerschungsbericht sot, datt dës nei Technologie op dës Manéier "d'Sensortechnologie nahtlos an onopfälleg an gedréckte Objeten integréiere kann".
Fuerscher soen, datt dës Metamaterialien Designer hëllefe kënnen, séier flexibel Computer-Input-Geräter ze kreéieren an unzepassen. Zum Beispill hunn si dës Metamaterialien benotzt fir e Musekscontroller ze kreéieren, deen der Form vun enger mënschlecher Hand entsprécht. Wann de Benotzer ee vun de flexible Knäppercher dréckt, hëlleft dat generéiert elektrescht Signal, en digitale Synthesizer ze steieren.
D'Wëssenschaftler hunn och e Joystick aus Metamaterial gebaut fir Pac-Man ze spillen. Indem se verstoen, wéi d'Leit Kraaft op dëse Joystick ausüben, kënnen d'Designer eenzegaarteg Grëffformen a Gréissten fir Leit mat limitéiertem Grëff a bestëmmte Richtungen entwéckelen.
De Co-Auteur vum Fuerschungsbericht sot: „Mir kënnen Bewegung an all 3D-gedréckten Objet erkennen. Vu Musek bis Spillinterfaces, de Potenzial ass wierklech spannend.“
Fuerscher hunn och eng 3D-Bearbechtungssoftware mam Numm MetaSense entwéckelt, fir Benotzer ze hëllefen, interaktiv Apparater mat dëse Metamaterialien ze bauen. Si simuléiert, wéi en 3D-gedréckten Objet sech verformt, wann ënnerschiddlech Kräften ugewannt ginn, a berechent, wéi eng Zellen sech am meeschte veränneren a wéi eng am beschte fir d'Benotzung als Elektroden gëeegent sinn.
MetaSense erméiglecht et Designer, Strukturen mat agebaute Sensorfunktiounen an engem eenzege Schrëtt am 3D-Drock ze drécken. Dëst mécht d'Prototyping vun Apparater super séier, wéi zum Beispill Joysticks, déi fir Persoune mat ënnerschiddlechen Accessibilitéitsbedürfnisser personaliséiert kënne ginn.
D'Integratioun vun Honnerte oder Dausende vu Sensoreenheeten an engem Objet kann hëllefen, eng Echtzäitanalyse mat héijer Opléisung vun der Interaktioun vun de Benotzer mat him z'erreechen. Zum Beispill kann e Smart Chair aus dësem Metamaterial de Kierper vum Benotzer erkennen an dann e Liicht oder en Fernseh uschalten oder Daten fir spéider Analysen sammelen, wéi zum Beispill d'Detektioun a Korrektur vun der Kierperhaltung. Dës Metamaterialien kënnen och a tragbaren Uwendungen agesat ginn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 27. September 2021
