3D 인쇄 개체는 사용자가 개체와 상호 작용하는 방식을 감지합니다.

연구원들은 물체에 힘이 가해지는 방식을 감지하는 3D 인쇄 메커니즘에 대한 새로운 방법을 개발했습니다. 구조는 단일 재료 조각으로 만들어지기 때문에 신속하게 프로토타입을 만들 수 있습니다. 디자이너는 이 방법을 사용하여 조이스틱, 스위치 또는 휴대용 컨트롤러와 같은 대화형 입력 장치를 한 번에 3D 인쇄할 수 있습니다.

이를 달성하기 위해 연구원들은 반복되는 셀의 그리드로 분할된 물질인 메타물질로 만들어진 구조에 전극을 통합했습니다. 또한 사용자가 이러한 대화형 장치를 만드는 데 도움이 되는 편집 소프트웨어도 만들었습니다.

감지는 물체의 물질 구조에 직접 통합될 수 있어 물체가 각 상호 작용을 감지할 수 있는 지능적인 환경을 가능하게 합니다. 예를 들어, 스마트 소재로 만든 의자나 소파는 사용자가 그 위에 앉았을 때 사용자의 신체를 감지하여 특정 기능(예:조명 또는 TV 켜기)을 쿼리하거나 나중에 분석하기 위해 데이터를 수집하는 데 사용할 수 있습니다(예:신체 자세 감지 및 교정).

메타 물질은 셀 그리드로 만들어지기 때문에 사용자가 메타 물질 개체에 힘을 가하면 유연한 내부 셀 중 일부가 늘어나거나 압축됩니다. 연구원들은 전도성 필라멘트로 만든 두 개의 반대 벽과 비전도성 필라멘트로 만든 두 개의 벽이 있는 "전도성 전단 셀"을 만들어 이를 활용했습니다. 전도성 벽은 전극 역할을 합니다.

사용자가 조이스틱 핸들을 움직이거나 컨트롤러의 버튼을 누르는 등 메타 물질 메커니즘에 힘을 가하면 전도성 전단 셀이 늘어나거나 압축되고 반대 전극 사이의 거리와 중첩 영역이 변경됩니다. 정전식 감지를 사용하여 이러한 변화를 측정하고 적용된 힘의 크기와 방향, 회전 및 가속도를 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 조이스틱 사용자가 힘을 가하는 방식을 이해함으로써 디자이너는 특정 방향에서 쥐는 힘이 제한된 사람들을 위해 독특한 핸들 모양과 크기의 프로토타입을 만들 수 있습니다.

디자이너는 쥐어 짜낼 수 있는 볼륨 컨트롤러나 구부릴 수 있는 스타일러스와 같은 컴퓨터용 고유하고 유연한 입력 장치를 빠르게 만들고 조정할 수 있습니다. 연구원들이 개발한 3D 편집기인 Meta-Sense는 이러한 신속한 프로토타이핑을 가능하게 합니다. 사용자는 감지를 메타물질 설계에 수동으로 통합하거나 소프트웨어가 최적의 위치에 전도성 전단 셀을 자동으로 배치하도록 할 수 있습니다.

이 도구는 서로 다른 힘이 가해질 때 물체가 어떻게 변형되는지 시뮬레이션한 다음 이 시뮬레이션된 변형을 사용하여 최대 거리 변화가 있는 셀을 계산합니다. 가장 많이 변화하는 세포는 전도성 전단 세포로 최적의 후보입니다.