Mühendisler, bir kullanıcının kendileriyle nasıl etkileşime girdiğini algılayan 3B yazdırılmış nesneler oluşturur

MIT’den araştırmacılar, tasarımcıların etkileşimli giriş cihazlarını hızla prototiplemelerini sağlayan, tekrarlayan hücrelerden oluşan 3B yazdırılabilir yapılara algılama yeteneklerini entegre etmek için bir yöntem geliştirdi. Kredi: Massachusetts Teknoloji Enstitüsü

MIT araştırmacıları, bir nesneye nasıl kuvvet uygulandığını tespit eden 3B baskı mekanizmaları için yeni bir yöntem geliştirdi. Yapılar tek parça malzemeden yapılmıştır, böylece hızlı bir şekilde prototiplenebilmektedir. Bir tasarımcı bu yöntemi tek seferde joystick, anahtar veya el kumandası gibi “etkileşimli giriş aygıtlarını” 3B yazdırmak için kullanabilir.

Bunu başarmak için araştırmacılar elektrotları, tekrar eden hücrelerden oluşan bir ızgaraya bölünmüş malzemeler olan metamalzemelerden yapılan yapılara entegre ettiler. Ayrıca, kullanıcıların bu etkileşimli cihazları oluşturmasına yardımcı olan düzenleme yazılımı da oluşturdular.

“Metamalzemeler farklı mekanik işlevleri destekleyebilir. Ancak metamalzeme kapı kolu oluşturursak, kapı kolunun döndüğünü ve dönüyorsa kaç derece döndüğünü de bilebilir miyiz? Özel algılama gereksinimleriniz varsa, çalışmamız size şunları sağlar: ihtiyaçlarınızı karşılamak için bir mekanizmayı özelleştirin,” diyor eski bir ziyaret eden doktora öğrencisi olan yardımcı yazar Jun Gong. Şu anda Apple’da araştırma bilimcisi olan MIT’de öğrenci.

Gong, makaleyi MIT Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü’nde (EECS) yüksek lisans öğrencisi olan baş yazarlar Olivia Seow ve MIT Medya Laboratuvarı’nda araştırma görevlisi olan Cedric Honnet ile birlikte yazdı. Diğer ortak yazarlar, MIT yüksek lisans öğrencisi Jack Forman ve EECS’de doçent ve Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı (CSAIL) üyesi olan kıdemli yazar Stefanie Mueller’dir. Araştırma, önümüzdeki ay Kullanıcı Arayüzü Yazılımı ve Teknolojisi üzerine Bilgisayar Makineleri Derneği Sempozyumu’nda sunulacak.

Mueller, “Projeyle ilgili en heyecan verici bulduğum şey, algılamayı doğrudan nesnelerin maddi yapısına entegre etme yeteneği. Bu, nesnelerimizin kendileriyle her etkileşimi algılayabileceği yeni akıllı ortamları mümkün kılacak” diyor. “Örneğin, akıllı materyalimizden yapılmış bir sandalye veya kanepe, kullanıcı üzerine oturduğunda kullanıcının vücudunu algılayabilir ve onu belirli işlevleri sorgulamak (ışığı veya TV’yi açmak gibi) veya daha sonra analiz için veri toplamak için kullanabilir ( vücut duruşunu tespit etmek ve düzeltmek gibi).”

gömülü elektrotlar

Metamalzemeler bir hücre ızgarasından yapıldığından, kullanıcı metamalzeme nesnesine kuvvet uyguladığında, bazı esnek, iç hücreler gerilir veya sıkıştırılır.

Araştırmacılar, iletken filamentten yapılmış iki karşıt duvarı ve iletken olmayan filamentten yapılmış iki duvarı olan “iletken kesme hücreleri”, esnek hücreler oluşturarak bundan faydalandılar. İletken duvarlar elektrot görevi görür.

Bir kullanıcı metamalzeme mekanizmasına güç uyguladığında (bir joystick kolunu hareket ettirerek veya bir kontrol cihazı üzerindeki düğmelere basarak) iletken kesme hücreleri gerilir veya sıkıştırılır ve karşıt elektrotlar arasındaki mesafe ve örtüşen alan değişir. Kapasitif algılama kullanılarak, bu değişiklikler ölçülebilir ve uygulanan kuvvetlerin büyüklüğünü ve yönünü, ayrıca dönüş ve ivmeyi hesaplamak için kullanılabilir.

Bunu göstermek için araştırmacılar, tutacağın tabanının etrafına her yönde (yukarı, aşağı, sol ve sağ) gömülü dört iletken kesme hücresine sahip bir meta malzeme joystick’i yarattılar. Kullanıcı joystick kolunu hareket ettirdikçe karşıt iletken duvarlar arasındaki mesafe ve alan değişir, böylece uygulanan her bir kuvvetin yönü ve büyüklüğü algılanabilir. Bu durumda, bu değerler bir “PAC-MAN” oyunu için girdilere dönüştürülmüştür.

Bir tasarımcı, joystick kullanıcılarının kuvvetleri nasıl uyguladıklarını anlayarak, belirli yönlerde sınırlı kavrama kuvvetine sahip kişiler için benzersiz tutamak şekilleri ve boyutlarının prototipini oluşturabilir.

Araştırmacılar ayrıca, kullanıcının eline uyacak şekilde tasarlanmış bir müzik denetleyicisi oluşturdular. Kullanıcı esnek düğmelerden birine bastığında, yapı içindeki iletken kesme hücreleri sıkıştırılır ve algılanan girdi bir dijital sentezleyiciye gönderilir.

Bu yöntem, bir tasarımcının bir bilgisayar için sıkıştırılabilir ses denetleyicisi veya bükülebilir ekran kalemi gibi benzersiz, esnek giriş aygıtlarını hızla oluşturmasını ve ince ayar yapmasını sağlayabilir.

Bir yazılım çözümü

Araştırmacıların geliştirdiği 3D düzenleyici MetaSense, bu hızlı prototiplemeyi sağlıyor. Kullanıcılar, algılamayı bir meta malzeme tasarımına manuel olarak entegre edebilir veya yazılımın iletken kesme hücrelerini en uygun konumlara otomatik olarak yerleştirmesine izin verebilir.

“Araç, farklı kuvvetler uygulandığında nesnenin nasıl deforme olacağını simüle edecek ve ardından bu simüle edilmiş deformasyonu, hangi hücrelerin maksimum mesafe değişikliğine sahip olduğunu hesaplamak için kullanacak. En çok değişen hücreler, iletken kesme hücreleri olmak için en uygun adaylardır.” Gong diyor.

Araştırmacılar MetaSense’i basitleştirmeye çalıştılar, ancak bu tür karmaşık yapıları yazdırmanın zorlukları var.

“Çok malzemeli bir 3D yazıcıda, iletken olmayan filament için bir meme ve iletken filament için bir meme kullanılır. Ancak bu oldukça zor çünkü iki malzeme çok farklı özelliklere sahip olabilir. Yerleşmek için çok fazla parametre ayarı gerekiyor. ideal hız, sıcaklık vb. hakkında. Ancak 3D baskı teknolojisi gelişmeye devam ettikçe, gelecekte kullanıcılar için bunun çok daha kolay olacağına inanıyoruz” diyor.

Gelecekte araştırmacılar, daha karmaşık simülasyonları etkinleştirmek için MetaSense’in arkasındaki algoritmaları geliştirmek istiyor.

Ayrıca daha birçok iletken kesme hücreli mekanizmalar oluşturmayı umuyorlar. Gong, çok büyük bir mekanizma içine yüzlerce veya binlerce iletken kesme hücresi yerleştirmenin, bir kullanıcının bir nesneyle nasıl etkileşime girdiğine dair yüksek çözünürlüklü, gerçek zamanlı görselleştirmeler sağlayabileceğini söylüyor.


3D baskı teknolojisi ile çok işlevli bir basınç sensörü oluşturma


Massachusetts Teknoloji Enstitüsü tarafından sağlanmıştır

Bu hikaye, MIT araştırmaları, inovasyonları ve öğretimi ile ilgili haberleri kapsayan popüler bir site olan MIT News’in (web.mit.edu/newsoffice/) izniyle yeniden yayınlanmıştır.

Alıntı: Bir kullanıcının kendileriyle nasıl etkileşim kurduğunu algılayan 3B yazdırılmış nesneler (2021, 14 Eylül), 20 Kasım 2021’de https://techxplore.com/news/2021-09-3d-printed-user-interacting.html adresinden alındı.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.





#Bir #kullanıcının #kendileriyle #nasıl #etkileşime #girdiğini #algılayan #yazdırılmış #nesneler