據麥姆斯咨詢報道，近日，麻省理工學院（MIT）的工程師團隊利用3D打印制作的超材料結構將電極直接集成到物體中，從而使物體能夠感知用戶交互信息。
基于電容感應原理，超材料可以感知按壓、加速度、開關、剪切力，因此可以作為游戲操縱桿
“超材料可以支持不同的機械功能。”關于這項技術最新進展的論文共同作者Jun Gong介紹說，“但是，如果我們設計一款超材料門把手，我們也可以知道門把手是否正在旋轉。如果是，還能知道旋轉了多少度？如果您有特殊的傳感要求，我們正在進行的研究可讓您定制出滿足需求的傳感機制。”
工程師們注意到，當力被施加到超材料結構時，一些晶胞壁會彎曲。于是，工程師們利用3D打印技術制作了由柔性晶胞組成的超材料操縱桿。大多數晶胞使用非導電絲打印，但手柄底部周圍晶胞的晶胞壁卻恰恰相反，由被稱為“導電剪切晶胞”的導電絲制成。
演示操縱桿中的銅色晶胞壁可導電，能夠感知外界施加的力，從而控制計算機游戲中角色
利用電容感應原理，測量不同導電極之間的距離和重疊情況變化，可以“計算力的大小和方向，以及旋轉和加速度”。計算值隨后被轉換為吃人豆（Pac-Man）游戲的向上、向下、向左、向右信號輸入，如下面視頻所示（以及如稱重秤、數字合成器的手持音樂控制器，甚至加速度計等其他應用）。
該團隊還開發了一款命名為“MetaSense”的軟件，允許設計人員創建傳感對象，自動模擬超材料結構中放置導電晶胞的最佳位置。
“該工具將模擬當施加不同外力時物體如何變形，然后計算哪些晶胞的距離變化最大。”在項目期間，Gong是麻省理工學院的客座博士生，現在擔任蘋果（Apple）公司的研究科學家，“變化最大的晶胞是導電剪切晶胞的最佳候選者。”
研究人員認為，這項研究會促進家具與超材料的結合。例如，可以檢測用戶何時坐下并觸發房間燈打開或電視機打開，或者用于檢測身體姿勢并提出糾正建議。接下來的工作包括建立更大型的傳感機制，如數千個導電剪切晶胞，并改進軟件算法，以便更好地模擬。
論文鏈接：
https://honnet.github.io/publications/UIST21-MetaSense.pdf
延伸閱讀：
《超材料和超表面技術及市場-2021版》
《印刷和柔性傳感器技術及市場-2021版》
《可穿戴技術及市場-2021版》
《觸覺技術及市場-2021版》
