MIT工程師3D打印出直接嵌入傳感器的產(chǎn)品原型

來源：cnBeta.COM

如果將傳感功能直接整合到物體的材料中，能夠應(yīng)用于輔助技術(shù)和“智能”家具。近日，麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新方法[PDF]，可以 3D 打印出檢測物體受力情況的機制。這些結(jié)構(gòu)是由一塊材料制成的，因此它們可以快速制作成原型。設(shè)計師可以用這種方法一次性 3D 打印出各種“交互式輸入設(shè)備”，如操縱桿、開關(guān)或手持式控制器。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員將電極集成到由超材料制成的結(jié)構(gòu)中，超材料是被劃分為重復(fù)單元網(wǎng)格的材料。他們還創(chuàng)建了編輯軟件，幫助用戶構(gòu)建這些互動設(shè)備。
該論文的第一作者龔俊（Jun Gong，音譯）表示：“超材料可以支持不同的機械功能。例如我們用它制造出一個超級門把手，如果在旋轉(zhuǎn)門把手的時候想要知道旋轉(zhuǎn)了多少度嗎？如果你有特殊的傳感要求，我們的工作使你能夠定制一個機制來滿足你的需求”。

Gong 曾是麻省理工學(xué)院的訪問博士生，現(xiàn)在是蘋果公司的研究科學(xué)家。Gong 與其他主要作者 Olivia Seow（麻省理工學(xué)院電子工程和計算機科學(xué)系的研究生）和 Cedric Honnet（麻省理工學(xué)院媒體實驗室的研究助理）一起撰寫了該論文。

其他共同作者是麻省理工學(xué)院的研究生 Jack Forman 和資深作者 Stefanie Mueller，她是 EECS 的副教授和計算機科學(xué)和人工智能實驗室（CSAIL）的成員。這項研究將在下個月的計算機協(xié)會用戶界面軟件和技術(shù)研討會上發(fā)表。

Mueller 表示：“我認為該項目最令人興奮的是將傳感直接整合到物體的材料結(jié)構(gòu)中的能力。這將實現(xiàn)新的智能環(huán)境，在這種環(huán)境中，我們的物體可以感知與它們的每一次互動。例如，當(dāng)用戶坐在上面時，由我們的智能材料制成的椅子或沙發(fā)可以檢測到用戶的身體，并利用它來查詢特定的功能（如打開燈或電視）或收集數(shù)據(jù)供以后分析（如檢測和糾正身體姿勢）”。

由于超材料是由單元格組成的，當(dāng)用戶對超材料物體施加力時，一些靈活的內(nèi)部單元格會伸展或壓縮。研究人員通過創(chuàng)造“導(dǎo)電剪切單元”來利用這一點，這些靈活的單元有兩個由導(dǎo)電絲制成的對立壁和兩個由非導(dǎo)電絲制成的壁。導(dǎo)電壁作為電極發(fā)揮作用。

為了證明這一點，研究人員創(chuàng)造了一個超材料操縱桿，在每個方向（上、下、左、右）的手柄底部周圍嵌入了四個導(dǎo)電剪切單元。當(dāng)用戶移動操縱桿手柄時，相對的導(dǎo)電壁之間的距離和面積會發(fā)生變化，因此可以感覺到每個應(yīng)用力的方向和大小。在這種情況下，這些數(shù)值被轉(zhuǎn)換為"PAC-MAN"游戲的輸入。

研究人員還創(chuàng)造了一個音樂控制器，旨在符合用戶的手。當(dāng)用戶按下其中一個靈活的按鈕時，結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)電剪切細胞被壓縮，感應(yīng)到的輸入被發(fā)送到一個數(shù)字合成器。