Bazı 3 boyutlu yazıcılarla üretilen nesneler, sensörleri doğrudan malzemelerine yerleştiren yeni bir teknoloji kullanılarak artık "hissedilebiliyor". Yeni bir çalışma, bu araştırmanın akıllı mobilyalar gibi yeni etkileşimli cihazların geliştirilmesine yol açabileceğini ortaya koydu.
Bu yeni teknoloji, tekrarlayan birimlerden oluşan bir ızgaradan oluşan maddeler olan metamalzemeleri kullanarak nesneleri 3 boyutlu olarak yazdırıyor. Esnek bir metamalzemeye kuvvet uygulandığında, bazı hücreleri esneyebilir veya sıkışabilir. Bu yapılara yerleştirilen elektrotlar, bu şekil değişikliklerinin büyüklüğünü ve yönünü, ayrıca dönüş ve ivmeyi algılayabilir.
Bu yeni çalışmada araştırmacılar, esnek plastik ve iletken filamentlerden yapılmış nesneler ürettiler. Bu nesnelerin hücreleri 5 mm genişliğindeydi.
Her hücrenin iletken filamanlardan ve iletken olmayan plastikten yapılmış iki karşıt duvarı vardır ve iletken duvarlar elektrot görevi görür. Nesneye uygulanan kuvvet, karşıt elektrotlar arasındaki mesafeyi ve örtüşme alanını değiştirerek, uygulanan kuvvet hakkında ayrıntılı bilgi veren bir elektrik sinyali üretir. Araştırma raporunun ortak yazarı, bu yeni teknolojinin bu şekilde "algılama teknolojisini basılı nesnelere kusursuz ve göze batmadan entegre edebileceğini" söyledi.
Araştırmacılar, bu metamalzemelerin tasarımcıların esnek bilgisayar giriş aygıtlarını hızla oluşturup ayarlamalarına yardımcı olabileceğini söylüyor. Örneğin, bu metamalzemeleri insan eli şekline uyacak şekilde tasarlanmış bir müzik kontrol cihazı oluşturmak için kullandılar. Kullanıcı esnek düğmelerden birine bastığında, üretilen elektrik sinyali dijital bir sentezleyiciyi kontrol etmeye yardımcı oluyor.
Bilim insanları ayrıca Pac-Man oynamak için metamalzeme bir kumanda kolu da geliştirdiler. İnsanların bu kumanda koluna nasıl kuvvet uyguladığını anlayan tasarımcılar, belirli yönlerde kavrama yeteneği sınırlı olan kişiler için benzersiz şekil ve boyutlarda tutacaklar tasarlayabilirler.
Araştırma raporunun ortak yazarı şunları söyledi: "Herhangi bir 3D yazıcıyla basılmış nesnede hareketi algılayabiliriz. Müzikten oyun arayüzlerine kadar, potansiyel gerçekten heyecan verici."
Araştırmacılar ayrıca, kullanıcıların bu metamalzemeleri kullanarak etkileşimli cihazlar oluşturmasına yardımcı olmak için MetaSense adlı bir 3B düzenleme yazılımı geliştirdiler. Bu yazılım, 3B yazdırılmış bir nesnenin farklı kuvvetler uygulandığında nasıl deforme olduğunu simüle ediyor ve hangi hücrelerin en çok değiştiğini ve elektrot olarak kullanılmaya en uygun olduğunu hesaplıyor.
MetaSense, tasarımcıların yerleşik algılama yeteneklerine sahip yapıları tek seferde 3 boyutlu olarak yazdırmalarına olanak tanır. Bu sayede, farklı erişilebilirlik ihtiyaçlarına sahip bireyler için özelleştirilebilen joystick'ler gibi cihazların prototipleri son derece hızlı bir şekilde üretilebilir.
Bir nesneye yüzlerce hatta binlerce sensör ünitesi yerleştirmek, kullanıcıların nesneyle nasıl etkileşim kurduğuna dair yüksek çözünürlüklü, gerçek zamanlı analizler elde etmeye yardımcı olabilir. Örneğin, bu metamalzemeden yapılmış akıllı bir sandalye, kullanıcının vücudunu algılayıp ardından ışığı veya televizyonu açabilir veya vücut duruşunu algılayıp düzeltmek gibi daha sonraki analizler için veri toplayabilir. Bu metamalzemeler giyilebilir uygulamalarda da kullanılabilir.
Gönderim zamanı: 27 Eylül 2021
