MIT inžinieriai sukuria 3D spausdintus objektus, kurie jaučiasi kaip vartotojas su jais sąveikauja

3D spausdintos struktūros, susidedančios iš pasikartojančių ląstelių

MIT tyrėjai sukūrė jautrumo integravimo į 3D spausdintas struktūras, sudarytas iš pasikartojančių ląstelių, metodą, leidžiantį dizaineriams greitai prototipuoti interaktyvius įvesties įrenginius. Paskola Tyrėjų žinioje

Išankstinis jautrumas tiesiogiai įtraukiamas į objekto medžiagą, naudojant pagalbines technologijas – „išmaniuosius“ baldus.

SU: Mokslininkai sukūrė naują 3D spausdinimo mechanizmų metodą, kuris nustato, kaip objektas veikia jėga. Konstrukcijos pagamintos iš vienos medžiagos, todėl jas galima greitai sukurti prototipais. Dizaineris gali naudoti šį metodą 3D interaktyviems įvesties įrenginiams, pvz., Vairasvirtei, jungikliui ar rankiniam valdikliui, spausdinti.

Norėdami tai padaryti, mokslininkai sujungė elektrodus į metalines konstrukcijas, kurios yra medžiagos, suskirstytos į pasikartojančių ląstelių tinklą. Jie taip pat sukūrė redagavimo programinę įrangą, padedančią vartotojams kurti šiuos interaktyvius įrenginius.

«Metalai: gali atlikti įvairias mechanines funkcijas. Bet jei pagaminsime metalinę durų rankeną, ar galime žinoti, kad durų rankena sukasi, o jei taip, kiek laipsnių? „Jei turite specialių jutimo reikalavimų, mūsų darbas leidžia jums pritaikyti mechanizmą pagal jūsų poreikius“,-sakė bendraautorius Jun Un Gong, buvęs MIT absolventas, o dabar „Apple“ tyrėjas.

Gongas rašė straipsnį kartu su kitais pirmaujančiais autoriais, įskaitant Olivia Shaw, MIT և Elektros inžinerijos katedros (EECS) katedrą, Cedricą Honettą, „MIT Media Lab“ tyrimų padėjėją. Kiti bendraautoriai yra MIT magistrantas Jackas E. Formanas, vyresnioji autorė Stephanie Mueller, EECS docentė, Kompiuterių mokslo ir dirbtinio intelekto laboratorijos (CSAIL) narė. Tyrimas bus pristatytas kitą mėnesį Kompiuterių mašinų simpoziumo vartotojo sąsajos programinės įrangos ir technologijų srityje.

„Manau, kad labiausiai jaudinantis projektas yra gebėjimas tiesiogiai integruoti pojūčius į materialią objektų struktūrą. Tai leis sukurti naują protingą aplinką, kurioje mūsų objektai gali patirti bet kokią sąveiką su jais “, – sako Muelleris. „Pavyzdžiui, kėdė ar sofa, pagaminta iš mūsų išmanios medžiagos, gali aptikti vartotojo kūną, kai naudotojas ant jo sėdi և, arba naudoti jį tam, kad paprašytų tam tikrų funkcijų (pvz., Įjungti šviesą ar televizorių) arba rinkti duomenis analizei (pvz. kaip kūno padėties aptikimas). և korekcija) ».

https://www.youtube.com/watch?v=SUVJgxIHqhk:

Įmontuoti elektrodai

Kadangi metalai yra pagaminti iš ląstelių tinklo, kai vartotojas daro jėgą meta-medžiagos objektui, kai kurios viduje lanksčios ląstelės yra ištemptos arba suspaudžiamos.

Mokslininkai ją panaudojo kurdami „siųstuvus pjaustančias ląsteles“-lanksčias ląsteles su dviem priešingomis sienomis, pagamintomis iš laidžių pluoštų, ir dviem sienomis iš nelaidžių pluoštų. Perduodančios sienos veikia kaip elektrodai.

Kai vartotojas daro jėgą metaliniam mechanizmui judindamas vairasvirtės rankenėlę arba paspausdamas valdymo mygtukus, siųstuvo pjovimo elementai ištempiami arba suspaudžiami, o atstumas tarp priešingų elektrodų տարած keičiasi. Naudojant talpinį jutimą, šie pokyčiai gali būti išmatuoti և naudojami apskaičiuojant taikomų jėgų dydį ir kryptį, taip pat և sukimosi ացումը pagreitį.

Norėdami tai įrodyti, mokslininkai sukūrė metamaterialinę vairasvirtę su keturiomis siųstuvo pjovimo ląstelėmis, išdėstytomis aplink rankenos pagrindą kiekviena kryptimi (aukštyn, žemyn, kairėn, dešinėn). Kai vartotojas perkelia vairasvirtės rankeną, atstumas և plotas հակառակ tarp priešingų perduodančių sienų keičiasi, todėl galima pajusti kiekvienos jėgos kryptį ir dydį. Šiuo atveju šios vertės buvo paverstos PAC-MAN žaidimo įvestimis.

Lankstus 3D spausdinimo įrenginys

Šis lankstus įvesties įrenginys yra atspausdintas 3D vientisai, į jo struktūrą integruoti vario spalvos jautrūs elektrodai. Paskola Tyrėjų žinioje

Suprasdamas, kaip vairasvirtės naudotojai naudoja jėgą, dizaineris gali prototipuoti unikalių dydžių rankenas, skirtas žmonėms, turintiems ribotą sukibimą tam tikromis kryptimis.

Mokslininkai taip pat sukūrė muzikos valdiklį, pritaikytą vartotojo rankai. Kai vartotojas paspaudžia vieną iš lanksčių mygtukų, laidžios pjovimo ląstelės konstrukcijos viduje suspaudžiamos, և jautri įvestis siunčiama į skaitmeninį sintezatorių.

3D spausdintos medžiagos mechanizmas

Vario spalvos talpiniai elektrodai, integruoti į šį 3D spausdintą metafizinį mechanizmą, naudojami suspaudimui pajusti. Paskola Tyrėjų žinioje

Šis metodas leidžia dizaineriui greitai sukurti ir modifikuoti pritaikytus, lanksčius kompiuterio įvesties įrenginius, pvz., Kompaktišką garsumo valdiklį arba lankstų rašiklį.

Programinės įrangos programinės įrangos sprendimas

Mokslininkų sukurta „MetaSense“ leidžia jums sukurti šiuos greitus prototipus. Vartotojai gali rankiniu būdu integruoti jutiklį į metalo liejinį arba leisti programinei įrangai automatiškai įdėti siųstuvo pjovimo elementus į optimalias vietas.

“Įrankis modeliuoja, kaip objektas deformuojasi, kai veikia skirtingos jėgos, ir tada naudos šią imituojamą deformaciją, kad apskaičiuotų, kurios ląstelės turi didžiausią atstumo pokytį. „Labiausiai kintančios ląstelės yra optimalios siųstuvo pjovimo ląstelės“,-sako Gongas.

Mokslininkai bandė padaryti „MetaSense“ tiesioginį, tačiau kyla problemų spausdinant tokias sudėtingas struktūras.

„Universaliame 3D spausdintuve vienas purkštukas būtų naudojamas nelaidiems pluoštams, o vienas-laidžiams pluoštams. Tačiau tai gana sudėtinga, nes abi medžiagos gali turėti labai skirtingas savybes. Norint išspręsti idealų greitį, temperatūrą ir pan., Reikia pakoreguoti daugelį parametrų. „Tačiau manome, kad toliau tobulėjant 3D spausdinimo technologijoms, ateityje vartotojams bus daug lengviau“.

Ateityje mokslininkai norėtų patobulinti „MetaSense“ algoritmus, kad būtų galima atlikti sudėtingesnį modeliavimą.

Jie taip pat tikisi sukurti mechanizmus su daug daugiau siųstuvų pjovimo elementų. Gongas sako, kad šimtų ar tūkstančių siųstuvo pjovimo elementų įterpimas į labai didelį mechanizmą gali suteikti aukštos kokybės realaus laiko idėją, kaip vartotojas sąveikauja su objektu.

Nuoroda: “MetaSense. ens integracija į mechaniką “, autoriai Jun Un Gong, Olivia Sow, Cedric Honett, Jack Eck Forman ir Stephanie Mueller.
PDF:

Šį tyrimą remia Nacionalinis mokslo fondas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.