Vedci vytvorili 3D tlačený metamateriál snímajúci silu tlaku
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 24. 9. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Napriek tomu, že sa dajú objekty urobiť inteligentnejšími ak sa do nich pridajú rôzne senzory, tímu inžinierov z MIT sa podarilo vyrobiť 3D tlačené metamateriálové štruktúry s elektródami integrovanými priamo v nich. Vďaka tomu môžu samotné objekty cítiť interakciu používateľa.
Opakujúce sa štruktúry metamateriálov pomáhajú určovať ich rôzne vlastnosti a funkcie, a nie vlastnosti, z ktorých sú vyrobené. Metamateriály tak môžu podporovať rôzne mechanické funkcie tak, aby zodpovedali určitým potrebám.
S vedomím, že keď sa na metamateriálovú štruktúru aplikuje sila, niektoré steny buniek sa ohnú, inžinieri z MIT použili 3D tlač na vyrobenie páčkového ovládača, ktorý bol vytvorený z flexibilných buniek. Väčšina buniek bola vytlačená pomocou nevodivého vlákna, ale tie okolo základne držadla mali protiľahlé steny vyrobené z vodivého vlákna.
Využitím kapacitného snímania je potom možné merať zmeny vzdialenosti a prekrývania medzi protiľahlými vodivými elektródami na „výpočet veľkosti a smeru pôsobiacich síl, ako aj rotácie a zrýchlenia“. Tieto hodnoty boli následne prevedené na vstupy hore / dole / doľava / doprava pre počítačovú hru Pac-Man. Nový metamateriál bol testovaný aj ako váha, ručný hudobný ovládač pre digitálny syntetizátor a dokonca i ako akcelerometer.
Tím tiež vyvinul softvér s názvom MetaSense, ktorý by vývojárom mohol umožniť vytvárať objekty schopné snímania, ktoré automaticky určujú optimálne polohy v simulovanej metamateriálovej štruktúre pre umiestnenie vodivých buniek. Nástroj bude simulovať, ako sa objekt zdeformuje pri pôsobení rôznych síl, a potom pomocou tejto simulovanej deformácie vypočíta, v ktorých bunkách sa zmení maximálna vzdialenosť. Bunky, ktoré sa najviac menia, sú optimálnymi kandidátmi na vodivé bunky.
Vedci vidia vývoj smerujúci napríklad k nábytku s metamateriálmi, ktoré by napríklad mohli zistiť, kedy si používateľ sadne, a spustiť osvetlenie miestnosti, zapnúť alebo vypnúť televízor alebo by sa dali použiť na zisťovanie držania tela a navrhovanie nápravy. V pláne je vybudovanie väčších snímacích mechanizmov obsahujúcich tisíce vodivých buniek a vylepšenie algoritmov v softvéri pre lepšie simulácie.
Dokument o výskume je k dispozícii online.
