VIDEO: Pametni uređaji koji mijenjaju oblik

MIT je predstavio novi set modularnih komponenti koje omogućuje korisnicima stvaranje rekonfigurabilnih pametnih uređaja s električnim vezama koji nastavljaju raditi bez obzira na oblik strukture.

Ova električna modularnost može omogućiti inženjerima da dizajniraju interaktivne uređaje koji mogu osjetiti koji su oblik poprimili, bez potrebe za vanjskim žicama.

Na primjer, modularne komponente, koje istraživači nazivaju "bifur-krugovi", mogle bi se koristiti za brzo dizajniranje i izradu prototipova prilagodljivih pametnih uređaja, poput pomoćnog namještaja koji pomaže pojedincima da promijene položaje tijela dok se oporavljaju od ozljeda ili rekonfigurabilnih robotskih hvataljki koje ostaju električno povezane kada mijenjaju oblike za različite primjene.

Razvijeni od strane istraživača s MIT-a, ovi 3D printani građevni blokovi, koji su vrsta strukture poznate kao mehanički metamaterijal, mogu se kombinirati u mnogo više mogućih konfiguracija od tradicionalnih metamaterijalnih struktura, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Istraživači su demonstrirali nekoliko interaktivnih objekata, uključujući stolicu koja se pretvara u stol s prostorom za pohranu i može se spljoštiti radi odlaganja. Struktura osjeća svoju konfiguraciju i šalje odgovarajuće poruke elektroničkom zaslonu.

Ovi novi metamaterijali mogli bi se koristiti i za dizajn antena za komunikaciju i senzore koje formiraju nove oblike kako bi prilagodile svoje frekvencije promjenjivim uvjetima okoline, bez glomaznih mehaničkih dijelova.

Mehanički metamaterijali su programabilne, trodimenzionalne strukture ponavljajućih jedinica koje mogu formirati složene oblike zbog svoje geometrije. Kada se stisnu, pritisnu ili povuku, metamaterijali se mogu savijati ili uvijati na precizne načine.

Jedinice su također dizajnirane da budu električno modularne. Zbog načina na koji je vodljivi materijal integriran u bifurne krugove, električne veze u cijeloj strukturi održavaju se bez obzira na to kako se objekt rotira, pritišće ili uvija kako bi se formirali novi oblici.

Za stvaranje interaktivnih objekata s mnogo mogućih konfiguracija, bifurni krugovi koriste svojstvo poznato kao mehanička bifurkacija.

Mehanička bifurkacija je nagla promjena u ponašanju mehanizma kada sila koja na njega djeluje prijeđe kritičnu točku. Na primjer, kada lagano savijete krajeve plastičnog ravnala, kada ta sila dosegne kritični prag, ravnalo se savija.

Istraživači su također razvili jednostavan alat za konstrukciju i simulaciju kako bi pojednostavili proces dizajniranja bifurnih krugova. Softver generira upute za 3D printer s više materijala, koji može izraditi rekonfigurabilne objekte u jednom prolazu.

Demonstrirali su svestranost bifur-krugova izradom stolice koja može osjetiti svoju geometriju kada joj se oblik promijeni u čajni stolić, kao i kontrolera koji mijenja oblik i koji će pokrenuti jednu od nekoliko videoigara na temelju svoje konfiguracije.

Bifurski krugovi bi se jednog dana mogli koristiti u primjenama poput interaktivnih alata za rehabilitaciju, hvataljki koje mijenjaju oblik za modularne meke robote ili rekonfigurabilnih skloništa koja bi mogla reagirati na promjenjive uvjete okoline nakon prirodne katastrofe.