Инженерите 3D отпечатват метаматериални структури с чувствителност към сила

Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Въпреки че можете да направите обектите по -умни, като добавите към тях сензори, екип от инженери на MIT успя да отпечата 3D метаматериални структури с електроди, директно интегрирани в тях, за да позволи на обектите да усетят взаимодействието на потребителя.

Повтарящите се структури на метаматериалите помагат да се определят техните свойства и функции, а не от какво са направени, а чрез промяна на дизайна, видяхме как инженерите издърпват на пръв поглед невъзможното-например създаване на ултра широка леща с рибешко око, която вместо това е плоска от луковици, структури, които помагат да се левитират обекти със звук, и други, които могат да направят нещата невидими за сензорите.

„Метаматериалите могат да поддържат различни механични функционалности“, казва съ-водещият автор на доклад за новата разработка, Джун Гонг. “Но ако създадем метаматериална дръжка на вратата, можем ли да знаем също, че дръжката на вратата се върти и ако е така, на колко градуса? Ако имате специални изисквания за чувствителност, нашата работа ви позволява да персонализирате механизъм, който да отговаря на вашите нужди . “

Отбелязвайки, че тъй като се прилага сила към метаматериална структура, някои от клетъчните стени ще се огънат, инженерите 3D отпечатаха метаматериален джойстик, съставен от гъвкави клетки. Повечето от клетките бяха отпечатани с непроводима нишка, но тези около основата на дръжката имаха противоположни стени, направени от проводима нишка в конфигурация, наречена проводими срязващи клетки.

Използването на капацитивно измерване, промените в разстоянието и припокриването между противоположните проводими електроди могат да бъдат измерени, за да “се изчисли големината и посоката на приложените сили, както и въртенето и ускорението”. Впоследствие тези стойности бяха преобразувани в нагоре/надолу/наляво/надясно за вход за Pac-Man, както можете да видите във видеото по-долу (заедно с други приложения, като везни за претегляне, ръчен музикален контролер за цифров синтезатор и дори акселерометър).

Устройства за 3D печат с вградено измерване

Екипът също така разработи софтуер, наречен MetaSense, който може да позволи на дизайнерите да създават сензорни обекти, автоматично определящи оптималните места в симулирана метаматериална структура за поставяне на проводими клетки.

„Инструментът ще симулира как обектът ще се деформира, когато се прилагат различни сили, и след това използва тази симулирана деформация, за да изчисли кои клетки имат максимална промяна на разстоянието“, каза Гонг, който беше гостуващ докторант в MIT по време на проекта, но сега работи като изследовател в Apple. “Клетките, които се променят най -много, са оптималните кандидати да бъдат проводими срязващи клетки.”

Изследователите виждат развитието, водещо до такива неща като мебели, включващи метаматериали, които биха могли например да открият, когато потребителят седне и да задействат стайните светлини, за да включат или включат телевизора, или да бъдат използвани за откриване на стойката на тялото и да направят коригиращи предложения . Следващите стъпки включват изграждане на по -големи сензорни механизми, включващи хиляди проводими срязващи клетки и подобряване на алгоритмите в софтуера за по -добри симулации.

Проектът е планиран да бъде представен на симпозиума на Асоциацията за изчислителни машини следващия месец по софтуер и технологии на потребителския интерфейс. Документ за изследването, написан от Гонг, Оливия Сеу, Седрик Хонет, Джак Форман и Стефани Мюлер е достъпни онлайн.

Източник: MIT

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •