ปัจจุบันวัตถุที่พิมพ์ 3 มิติบางชนิดสามารถ “สัมผัส” ได้ โดยใช้เทคโนโลยีใหม่ในการสร้างเซ็นเซอร์ลงในวัสดุโดยตรง การศึกษาใหม่พบว่างานวิจัยนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์แบบอินเทอร์แอคทีฟใหม่ๆ เช่น เฟอร์นิเจอร์อัจฉริยะ
เทคโนโลยีใหม่นี้ใช้เมตาแมทีเรียล ซึ่งเป็นสารที่ประกอบด้วยตารางของหน่วยที่ซ้ำกัน เพื่อพิมพ์วัตถุสามมิติ เมื่อแรงถูกกระทำกับเมตาแมทีเรียลที่มีความยืดหยุ่น เซลล์บางส่วนของเมตาแมทีเรียลอาจยืดหรือบีบอัด อิเล็กโทรดที่รวมอยู่ในโครงสร้างเหล่านี้สามารถตรวจจับขนาดและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเหล่านี้ รวมถึงการหมุนและความเร่ง
ในการศึกษาใหม่นี้ นักวิจัยได้ประดิษฐ์วัตถุที่ทำจากพลาสติกที่มีความยืดหยุ่นและเส้นใยนำไฟฟ้า ซึ่งมีเซลล์ขนาดเล็กเพียง 5 มิลลิเมตร
แต่ละเซลล์มีผนังสองด้านตรงข้ามกัน ทำจากเส้นใยนำไฟฟ้าและพลาสติกที่ไม่นำไฟฟ้า โดยผนังนำไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด แรงที่กระทำต่อวัตถุจะเปลี่ยนระยะห่างและพื้นที่ทับซ้อนระหว่างอิเล็กโทรดที่อยู่ตรงข้ามกัน ก่อให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่แสดงรายละเอียดเกี่ยวกับแรงที่กระทำ ผู้เขียนร่วมของรายงานการวิจัยกล่าวว่าด้วยวิธีนี้ เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถ "ผสานรวมเทคโนโลยีการตรวจจับเข้ากับวัตถุที่พิมพ์ออกมาได้อย่างราบรื่นและแนบเนียน"
นักวิจัยกล่าวว่าเมตาแมทีเรียลเหล่านี้สามารถช่วยให้นักออกแบบสร้างและปรับแต่งอุปกรณ์รับข้อมูลคอมพิวเตอร์ที่ยืดหยุ่นได้อย่างรวดเร็ว ยกตัวอย่างเช่น พวกเขาใช้เมตาแมทีเรียลเหล่านี้เพื่อสร้างตัวควบคุมเพลงที่ออกแบบมาให้พอดีกับรูปร่างมือมนุษย์ เมื่อผู้ใช้กดปุ่มที่ยืดหยุ่นปุ่มใดปุ่มหนึ่ง สัญญาณไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะช่วยควบคุมเครื่องสังเคราะห์เสียงดิจิทัล
นักวิทยาศาสตร์ยังได้พัฒนาจอยสติ๊กเมตาแมทีเรียลสำหรับเล่นเกมแพคแมนอีกด้วย ด้วยความเข้าใจถึงวิธีที่ผู้คนใช้แรงกับจอยสติ๊กนี้ นักออกแบบจึงสามารถออกแบบรูปทรงและขนาดด้ามจับที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวสำหรับผู้ที่มีข้อจำกัดในการจับในบางทิศทาง
ผู้เขียนร่วมรายงานการวิจัยกล่าวว่า “เราสามารถรับรู้การเคลื่อนไหวในวัตถุที่พิมพ์ 3 มิติได้ทุกชนิด ตั้งแต่เพลงไปจนถึงอินเทอร์เฟซเกม ศักยภาพนี้น่าตื่นเต้นมาก”
นักวิจัยยังได้พัฒนาซอฟต์แวร์แก้ไขภาพสามมิติที่ชื่อว่า MetaSense เพื่อช่วยให้ผู้ใช้สร้างอุปกรณ์แบบอินเทอร์แอคทีฟโดยใช้เมตาแมทีเรียลเหล่านี้ ซอฟต์แวร์นี้จะจำลองการเสียรูปของวัตถุที่พิมพ์สามมิติเมื่อได้รับแรงที่แตกต่างกัน และคำนวณว่าเซลล์ใดมีการเปลี่ยนแปลงมากที่สุดและเหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้เป็นอิเล็กโทรด
MetaSense ช่วยให้นักออกแบบสามารถพิมพ์โครงสร้าง 3 มิติพร้อมระบบตรวจจับในตัวได้ในครั้งเดียว ซึ่งทำให้การสร้างต้นแบบอุปกรณ์ต่างๆ เช่น จอยสติ๊ก รวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการด้านการเข้าถึงที่แตกต่างกันได้
การฝังเซ็นเซอร์หลายร้อยหรือหลายพันตัวไว้ในวัตถุสามารถช่วยให้วิเคราะห์พฤติกรรมของผู้ใช้แบบเรียลไทม์ได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น เก้าอี้อัจฉริยะที่ทำจากเมตาแมทีเรียลนี้สามารถตรวจจับร่างกายของผู้ใช้ แล้วเปิดไฟหรือทีวี หรือเก็บข้อมูลไว้สำหรับการวิเคราะห์ในภายหลัง เช่น การตรวจจับและแก้ไขท่าทางของร่างกาย เมตาแมทีเรียลเหล่านี้อาจนำไปใช้ในอุปกรณ์สวมใส่ได้ด้วย
เวลาโพสต์: 27 ก.ย. 2564
