Yeni bir teknoloji sayesinde, bazı 3D yazıcıyla üretilen nesneler artık malzemelerine doğrudan sensörler yerleştirilerek "hissedilebilir" hale geldi. Yeni bir çalışma, bu araştırmanın akıllı mobilyalar gibi yeni etkileşimli cihazlara yol açabileceğini ortaya koydu.
Bu yeni teknoloji, tekrarlayan birimlerden oluşan bir ızgara yapısına sahip maddeler olan metamalzemeleri kullanarak 3 boyutlu baskı yöntemiyle nesneler üretiyor. Esnek bir metamalzemeye kuvvet uygulandığında, bazı hücreleri uzayabilir veya sıkışabilir. Bu yapılara entegre edilen elektrotlar, bu şekil değişikliklerinin büyüklüğünü ve yönünü, ayrıca dönme ve ivmeyi algılayabiliyor.
Bu yeni çalışmada, araştırmacılar esnek plastikten ve iletken filamentlerden yapılmış nesneler ürettiler. Bu nesnelerin hücreleri 5 mm kadar küçük olabiliyor.
Her hücrenin, iletken filamentlerden ve iletken olmayan plastikten yapılmış iki zıt duvarı vardır ve iletken duvarlar elektrot görevi görür. Nesneye uygulanan kuvvet, zıt elektrotlar arasındaki mesafeyi ve örtüşme alanını değiştirerek, uygulanan kuvvet hakkında ayrıntıları gösteren bir elektrik sinyali üretir. Araştırma raporunun ortak yazarı, bu şekilde bu yeni teknolojinin "algılama teknolojisini basılı nesnelere sorunsuz ve göze batmayan bir şekilde entegre edebileceğini" söyledi.
Araştırmacılar, bu metamalzemelerin tasarımcıların esnek bilgisayar giriş cihazlarını hızlı bir şekilde oluşturmasına ve ayarlamasına yardımcı olabileceğini söylüyor. Örneğin, bu metamalzemeleri kullanarak insan elinin şekline uyacak şekilde tasarlanmış bir müzik kontrol cihazı yarattılar. Kullanıcı esnek düğmelerden birini sıktığında, üretilen elektrik sinyali dijital bir sentezleyiciyi kontrol etmeye yardımcı oluyor.
Bilim insanları ayrıca Pac-Man oynamak için metamalzeme tabanlı bir joystick de geliştirdiler. İnsanların bu joystick'e nasıl kuvvet uyguladığını anlayarak, tasarımcılar belirli yönlerde kavrama yeteneği sınırlı olan kişiler için benzersiz tutma yeri şekilleri ve boyutları tasarlayabilirler.
Araştırma raporunun ortak yazarı şunları söyledi: "Herhangi bir 3D yazıcıyla üretilmiş nesnede hareketi algılayabiliyoruz. Müzikten oyun arayüzlerine kadar potansiyel gerçekten heyecan verici."
Araştırmacılar ayrıca, kullanıcıların bu metamalzemeleri kullanarak etkileşimli cihazlar oluşturmalarına yardımcı olmak için MetaSense adı verilen bir 3D düzenleme yazılımı geliştirdiler. Bu yazılım, farklı kuvvetler uygulandığında 3D baskılı bir nesnenin nasıl deforme olduğunu simüle eder ve hangi hücrelerin en çok değiştiğini ve elektrot olarak kullanım için en uygun olduğunu hesaplar.
MetaSense, tasarımcıların dahili algılama özelliklerine sahip yapıları tek seferde 3 boyutlu olarak yazdırmalarını sağlar. Bu, farklı erişilebilirlik ihtiyaçlarına sahip bireyler için özelleştirilebilen joystickler gibi cihazların prototiplemesini son derece hızlandırır.
Bir nesneye yüzlerce veya binlerce sensör ünitesi yerleştirmek, kullanıcıların onunla nasıl etkileşim kurduğunun yüksek çözünürlüklü, gerçek zamanlı analizini sağlamaya yardımcı olabilir. Örneğin, bu metamateryalden yapılmış akıllı bir sandalye, kullanıcının vücudunu algılayabilir ve ardından bir ışığı veya televizyonu açabilir veya vücut duruşunu tespit edip düzeltmek gibi daha sonraki analizler için veri toplayabilir. Bu metamateryaller ayrıca giyilebilir uygulamalarda da kullanılabilir.
Yayın tarihi: 27 Eylül 2021
