Objek Cetak 3D Merasakan Bagaimana Pengguna Berinteraksi dengannya

Para peneliti telah mengembangkan metode baru untuk mekanisme cetak 3D yang mendeteksi bagaimana gaya diterapkan pada suatu objek. Strukturnya terbuat dari satu bagian bahan, sehingga dapat dengan cepat dibuat prototipe. Seorang desainer dapat menggunakan metode ini untuk mencetak perangkat input interaktif 3D, seperti joystick, sakelar, atau pengontrol genggam, dalam sekali jalan.

Untuk mencapai hal ini, para peneliti mengintegrasikan elektroda ke dalam struktur yang terbuat dari metamaterial, yang merupakan bahan yang dibagi menjadi kisi-kisi sel yang berulang. Mereka juga membuat perangkat lunak pengeditan yang membantu pengguna membuat perangkat interaktif ini.

Penginderaan dapat diintegrasikan langsung ke dalam struktur material objek, memungkinkan lingkungan cerdas di mana objek dapat merasakan setiap interaksi dengan mereka. Misalnya, kursi atau sofa yang terbuat dari bahan pintar dapat mendeteksi tubuh pengguna saat pengguna duduk di atasnya dan menggunakannya untuk menanyakan fungsi tertentu (seperti menyalakan lampu atau TV) atau mengumpulkan data untuk analisis selanjutnya (seperti mendeteksi dan memperbaiki postur tubuh).

Karena metamaterial dibuat dari kisi-kisi sel, ketika pengguna menerapkan gaya ke objek metamaterial, beberapa sel interior yang fleksibel meregang atau menekan. Para peneliti memanfaatkan ini dengan menciptakan "sel geser konduktif" - sel fleksibel yang memiliki dua dinding berlawanan yang terbuat dari filamen konduktif dan dua dinding terbuat dari filamen nonkonduktif. Dinding konduktif berfungsi sebagai elektroda.

Saat pengguna menerapkan gaya pada mekanisme meta-material — menggerakkan pegangan joystick atau menekan tombol pada pengontrol — sel geser konduktif meregang atau menekan dan jarak serta area tumpang tindih antara elektroda yang berlawanan berubah. Menggunakan penginderaan kapasitif, perubahan tersebut dapat diukur dan digunakan untuk menghitung besar dan arah gaya yang diterapkan, serta rotasi dan percepatan. Dengan memahami bagaimana pengguna joystick menerapkan gaya, seorang desainer dapat membuat prototipe bentuk dan ukuran pegangan yang unik untuk orang-orang dengan kekuatan cengkeraman terbatas pada arah tertentu.

Seorang desainer dapat dengan cepat membuat dan mengubah perangkat input yang unik dan fleksibel untuk komputer, seperti pengontrol volume yang dapat ditekan atau stylus yang dapat ditekuk. Meta-Sense, editor 3D yang dikembangkan para peneliti, memungkinkan pembuatan prototipe cepat ini. Pengguna dapat secara manual mengintegrasikan penginderaan ke dalam desain metamaterial atau membiarkan perangkat lunak secara otomatis menempatkan sel geser konduktif di lokasi yang optimal.

Alat ini mensimulasikan bagaimana objek akan berubah bentuk ketika gaya yang berbeda diterapkan dan kemudian menggunakan deformasi yang disimulasikan ini untuk menghitung sel mana yang memiliki perubahan jarak maksimum. Sel yang paling banyak berubah adalah kandidat optimal untuk menjadi sel geser konduktif.