3D პრინტერით დაბეჭდილი ობიექტების ზოგიერთი სახეობის „შეგრძნება“ ახლა უკვე შესაძლებელია ახალი ტექნოლოგიის გამოყენებით, რომლის საშუალებითაც სენსორები პირდაპირ მათ მასალაში ჩაშენდება. ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ ამ კვლევამ შესაძლოა ახალი ინტერაქტიული მოწყობილობების, მაგალითად, ჭკვიანი ავეჯის შექმნამდე მიგვიყვანოს.
ეს ახალი ტექნოლოგია იყენებს მეტამასალებს - ნივთიერებებს, რომლებიც განმეორებადი ერთეულების ბადისგან შედგება - ობიექტების 3D ბეჭდვისთვის. როდესაც მოქნილ მეტამასალაზე ძალა გამოიყენება, მისი ზოგიერთი უჯრედი შეიძლება გაიჭიმოს ან შეიკუმშოს. ამ სტრუქტურებში ჩაშენებულ ელექტროდებს შეუძლიათ ამ ფორმის ცვლილებების სიდიდისა და მიმართულების, ასევე ბრუნვისა და აჩქარების აღმოჩენა.
ამ ახალ კვლევაში მკვლევრებმა შექმნეს მოქნილი პლასტმასისა და გამტარი ძაფებისგან დამზადებული ობიექტები. მათ აქვთ 5 მმ სიგანის უჯრედები.
თითოეულ უჯრედს აქვს ორი საპირისპირო კედელი, რომლებიც დამზადებულია გამტარი ძაფებისა და არაგამტარი პლასტმასისგან, ხოლო გამტარი კედლები ელექტროდების ფუნქციას ასრულებს. ობიექტზე მოქმედი ძალა ცვლის მანძილს და გადაფარვის არეს საპირისპირო ელექტროდებს შორის, რაც წარმოქმნის ელექტრულ სიგნალს, რომელიც აჩვენებს გამოყენებული ძალის დეტალებს. კვლევის ანგარიშის თანაავტორმა განაცხადა, რომ ამ გზით, ამ ახალ ტექნოლოგიას შეუძლია „შეუფერხებლად და შეუმჩნევლად ინტეგრირება გაუკეთოს სენსორულ ტექნოლოგიას დაბეჭდილ ობიექტებში“.
მკვლევარები ამბობენ, რომ ეს მეტამასალები დიზაინერებს დაეხმარება მოქნილი კომპიუტერული შეყვანის მოწყობილობების სწრაფად შექმნაში და რეგულირებაში. მაგალითად, მათ გამოიყენეს ეს მეტამასალები მუსიკალური კონტროლერის შესაქმნელად, რომელიც შექმნილია ადამიანის ხელის ფორმისთვის. როდესაც მომხმარებელი ერთ-ერთ მოქნილ ღილაკს აჭერს, გენერირებული ელექტრული სიგნალი ციფრული სინთეზატორის მართვაში ეხმარება.
მეცნიერებმა ასევე შექმნეს მეტამასალის ჯოისტიკი Pac-Man-ის სათამაშოდ. იმის გაგებით, თუ როგორ ახდენენ ადამიანები ძალას ამ ჯოისტიკზე, დიზაინერებს შეუძლიათ შექმნან უნიკალური სახელურების ფორმები და ზომები იმ ადამიანებისთვის, რომლებსაც გარკვეული მიმართულებით შეზღუდული მოჭიდება აქვთ.
კვლევის ანგარიშის თანაავტორმა განაცხადა: „ჩვენ შეგვიძლია მოძრაობის აღქმა ნებისმიერ 3D პრინტერზე დაბეჭდილ ობიექტში. მუსიკიდან დაწყებული სათამაშო ინტერფეისებით დამთავრებული, პოტენციალი მართლაც საინტერესოა“.
მკვლევრებმა ასევე შექმნეს 3D რედაქტირების პროგრამული უზრუნველყოფა, სახელწოდებით MetaSense, რათა დაეხმაროს მომხმარებლებს ამ მეტამასალების გამოყენებით ინტერაქტიული მოწყობილობების შექმნაში. ის ახდენს 3D დაბეჭდილი ობიექტის დეფორმაციის სიმულირებას სხვადასხვა ძალის გამოყენებისას და ითვლის, რომელი უჯრედები იცვლება ყველაზე მეტად და ყველაზე შესაფერისია ელექტროდებად გამოსაყენებლად.
MetaSense-ი დიზაინერებს საშუალებას აძლევს, ერთიანად დაბეჭდონ სტრუქტურები ჩაშენებული სენსორული შესაძლებლობებით. ეს მოწყობილობების პროტოტიპების შექმნას სუპერსწრაფს ხდის, მაგალითად, ჯოისტიკების, რომელთა მორგება შესაძლებელია სხვადასხვა საჭიროებების მქონე პირებისთვის.
ობიექტში ასობით ან ათასობით სენსორული ერთეულის ჩასმა ხელს შეუწყობს მაღალი გარჩევადობის, რეალურ დროში ანალიზის ჩატარებას იმის შესახებ, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ მომხმარებლები მასთან. მაგალითად, ამ მეტამასალისგან დამზადებულ ჭკვიან სკამს შეუძლია მომხმარებლის სხეულის აღმოჩენა, შემდეგ კი შუქის ან ტელევიზორის ჩართვა, ან მონაცემების შეგროვება შემდგომი ანალიზისთვის, როგორიცაა სხეულის პოზის აღმოჩენა და კორექცია. ამ მეტამასალას ასევე შეუძლია გამოყენება ტარებად მოწყობილობებში.
გამოქვეყნების დრო: 27 სექტემბერი, 2021
