3D打印技术可以让物体感知施加在其上的力 从而实现新的交互式应用
一些种类的3D打印对象现在能够做到让物体进行“感知” —— 这使用了一种新技术,将传感器直接构建到它们的材料中。一项新的研究发现,这可能有助于新型的交互设备产生,如智能家具。新技术将传感能力集成到由重复细胞组成的3D打印结构中,这使设计师能够快速原型化交互输入设备。当对柔性超材料施加力时,它们的一些细胞可能会拉伸或压缩。这些结构中的电极可以检测形状变化的大小和方向,以及旋转和加速离子。
在这项新的研究中,研究人员制造了由柔性塑料和导电细丝制成的物体。这些物体的电池只有5毫米宽。每个电池有两个相对的壁,由导电丝和非导电塑料制成,导电壁用作电极。施加在物体上的力改变了相对电极之间的距离和重叠面积,产生电信号,揭示了施加力的细节。通过这种方式,这项新技术可以“无缝地、不引人注目地将感知集成到印刷品中”,该研究的合著者、苹果公司的研究科学家Jun Gong如此表示。
研究人员建议,这些超材料可以帮助设计师快速创建和调整计算机的灵活输入设备。例如,他们使用这些超材料创建了一个音乐控制器,这种超材料的设计符合人的手。当用户按下其中一个灵活的按钮时,产生的电信号有助于控制数字合成器。
科学家们还制造了一个超材料操纵杆来玩吃豆人游戏。通过了解人们如何将力施加到这个操纵杆上,设计师可以为某些方向握力有限的人设计独特的手柄形状和尺寸。“我们可以感知任何3D打印对象的运动,”该研究的合著者、麻省理工学院嵌入式系统工程师Cedric Honnet表示,“从音乐到游戏界面,巨大的潜力真是令人兴奋。”研究人员还创建了3D编辑软件,称为MetaSense,以帮助用户使用这些超材料构建交互式设备。它模拟3D打印对象在应用不同力时如何变形,并计算哪些单元变化最大,哪些单元最适合用作电极。
“MetaSense允许设计师一次完成具有内置传感功能的3D打印结构。这允许设备的超快速原型制作,例如操纵杆,可以为具有不同可访问性需求的个人定制,”研究合著者、麻省理工学院创造性机器学习工程师Olivia Seow说。Gong表示,将数百或数千个传感器单元嵌入到一个物体中,有助于对用户如何与之交互进行高分辨率的实时分析。。例如,用这种超材料制成的智能椅子可以检测用户的身体,然后打开灯或电视,或者收集数据以供日后分析,如检测和纠正身体姿势。Honnet同时表示,这些超材料也可用于可穿戴应用。
(责任编辑:admin)