يمكن الآن أن تكون بعض أنواع الكائنات المطبوعة ثلاثية الأبعاد "تشعر" ، باستخدام تقنية جديدة لبناء أجهزة استشعار مباشرة في موادها. وجدت دراسة جديدة أن هذا البحث قد يؤدي إلى أجهزة تفاعلية جديدة ، مثل الأثاث الذكي.
تستخدم هذه التكنولوجيا الجديدة مواد مواد تتكون من شبكة من وحدات تكرار إلى كائنات طباعة ثلاثية الأبعاد. عندما يتم تطبيق القوة على مادة مضادة مرنة ، قد تمتد بعض خلاياها أو ضغطها. يمكن للأقطاب المدمجة في هذه الهياكل اكتشاف حجم واتجاه هذه التغييرات ، وكذلك الدوران والتسارع.
في هذه الدراسة الجديدة ، قام الباحثون بتصنيع الأشياء المصنوعة من خيوط بلاستيكية مرنة وموصلة. هذه لها خلايا صغيرة بعرض 5 مم.
كل خلية لها جداران معارضان مصنوعان من خيوط موصلة وبلاستيك غير موصل ، والجدران الموصلة تعمل كقطاعات كهربائية. تعمل القوة المطبقة على الكائن على تغيير المسافة وتداخل منطقة الأقطاب المعارضة ، مما ينتج عنه إشارة كهربائية توضح تفاصيل حول القوة المطبقة. قال المؤلف المشارك لتقرير البحث إنه بهذه الطريقة ، يمكن لهذه التكنولوجيا الجديدة "دمج تقنية الاستشعار بسلاسة وبشكل غير معقول في كائنات مطبوعة".
يقول الباحثون أن هذه المواد المماثلة يمكن أن تساعد المصممين بسرعة على إنشاء وضبط أجهزة إدخال الكمبيوتر المرنة. على سبيل المثال ، استخدموا هذه المواد المماثلة لإنشاء وحدة تحكم موسيقى مصممة لتناسب شكل يد بشرية. عندما يضغط المستخدم على أحد الأزرار المرنة ، تساعد الإشارة الكهربائية التي تم إنشاؤها على التحكم في مزج رقمي.
قام العلماء أيضًا بتصنيع عصا التحكم في تلعب مع باك مان. من خلال فهم كيفية تطبيق الأشخاص على القوة على عصا التحكم هذه ، يمكن للمصممين تصميم أشكال وأحجام مقبض فريدة للأشخاص الذين لديهم قبضة محدودة في اتجاهات معينة.
قال المؤلف المشارك للتقرير البحثي: "يمكننا أن نتصور الحركة في أي كائن مطبوع ثلاثي الأبعاد. من الموسيقى إلى واجهات اللعبة ، تكون الإمكانات مثيرة حقًا".
قام الباحثون أيضًا بإنشاء برامج تحرير ثلاثية الأبعاد ، تسمى Metasense ، لمساعدة المستخدمين على بناء أجهزة تفاعلية باستخدام هذه المواد metamaterials. يحاكي كيف يتشوه الكائن المطبوع ثلاثي الأبعاد عند تطبيق قوى مختلفة ، ويحسب الخلايا التي تغير أكثر من غيرها وتكون أكثر ملاءمة للاستخدام كأقطاب أقطاب.
يمكّن Metasense المصممين من هياكل الطباعة ثلاثية الأبعاد مع إمكانيات الاستشعار المدمجة في واحدة. هذا يجعل النماذج الأولية للأجهزة بسرعة فائقة ، مثل عصا التحكم ، والتي يمكن تخصيصها للأفراد ذوي الاحتياجات المختلفة للوصول.
يمكن أن يساعد تضمين مئات أو آلاف وحدات الاستشعار في كائن ما في تحقيق التحليل العالي الدقة والوقت الحقيقي لكيفية تفاعل المستخدمين معها. على سبيل المثال ، يمكن لكرسي ذكي مصنوع من هذه المادة المماثلة اكتشاف جسم المستخدم ، ثم تشغيل الضوء أو التلفزيون ، أو جمع البيانات للتحليل اللاحق ، مثل اكتشاف وتصحيح وضع الجسم. قد تجد هذه المواد المماثلة أيضًا استخدامًا في التطبيقات القابلة للارتداء.
وقت النشر: SEP-27-2021
