نوآوری برای ساخت اشیای چاپ سه‌بعدی تعاملی بدون قطعات الکترونیکی

به گزارش گروه علمی ایرنا، وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است:

پژوهشگران دانشگاه ام‌آی‌تی سامانه‌ای برای چاپ سه‌بعدی اشیای تعاملی (یعنی اشیایی که در پاسخ به عملکرد کاربر، تغییر ظاهر می‌دهند) ابداع کرده‌اند که بدون نیاز به هیچ‌گونه قطعه الکترونیکی، با تغییر ظاهر خود، نحوه استفاده صحیح را به کاربر نشان می‌دهند. این فناوری که شیفت‌لنز (ShiftLens) نام دارد، با ترکیب لایه‌های نوری ویژه و قطعات مکانیکی تعبیه‌شده، امکان تغییر ظاهر اشیا را بر اساس تعامل کاربر فراهم می‌کند.

یونیی ژو (Yunyi Zhu)، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه ام‌آی‌تی و نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گوید: با این سامانه، یک شیء می‌تواند بدون نیاز به حسگر یا مدارهای پیچیده الکترونیکی، به شما بگوید که آیا آن را به‌درستی استفاده می‌کنید یا خیر. نمایشگر تعاملی ما مکانیکی است، بنابراین می‌توانید یک دستگاه تعاملی مستقل و چندحالته بسازید که کاربر به‌صورت کاملاً شهودی آن را کنترل کند.

تغییر ظاهر با حرکت مکانیکی

بسیاری از محصولات تعاملی برای تغییر ظاهر خود به صفحه‌نمایش و قطعات الکترونیکی متکی هستند؛ اما اگر این اشیا در معرض آب، مواد شیمیایی خشن یا فشار زیاد قرار گیرند، مدارهای الکترونیکی می‌توانند آسیب ببینند.

سامانه شیفت‌لنز با ترکیب دو لایه نوری روی سطح شیء، ظاهری تغییرپذیر ایجاد می‌کند: یک لایه عدسی‌های ریز (لنتیکولار) و یک لایه زمینه با الگوهای تصویری. وقتی کاربر لایه عدسی را جابه‌جا می‌کند، بخش‌های مختلفی از لایه زمینه نمایان می‌شود و عدسی‌ها آن بخش‌ها را بزرگ‌نمایی می‌کنند و در نتیجه ظاهر سطح تغییر می‌کند.

طراحی ساده برای همه

پژوهشگران برای ساده‌سازی فرآیند طراحی، ابزاری کاربرپسند ایجاد کرده‌اند که به‌طور خودکار ساختار شیفت‌لنز را بر اساس چند ورودی ساده مانند تصاویر حالت‌های بصری مدنظر کاربر و شکل دلخواه شیء تولید می‌کند. این ابزار حتی محدودیت‌های فناوری را به کاربران غیرمتخصص نیز اطلاع می‌دهد.

کاربردهای متنوع؛ از بطری مواد شیمیایی تا بازی تعاملی

پژوهشگران با استفاده از این سامانه، نمونه‌های مختلفی را ساخته‌اند:

• یک بطری مواد شیمیایی که در صورت محکم بسته‌شدن درِ آن، سبز می‌شود و علامت تأیید نشان می‌دهد؛ اما اگر در آن شل باشد، قرمز می‌شود و علامت هشدار نمایش می‌دهد.
• یک بازی دوز (tic-tac-toe) که با چرخاندن یک دستگیره، خانه‌های آن می‌توانند علامت ایکس (X) قرمز، اُ (O) آبی یا بدون علامت نشان دهند.

ژو می‌گوید: اگر شیرآبی که در آپارتمانم نشت می‌کند، می‌توانست به من بگوید نشت از کجاست، تعمیر آن بسیار آسان‌تر بود.

چشم‌انداز آینده

پژوهشگران قصد دارند در آینده، الگوریتمی توسعه دهند که بتواند ساختار شیفت‌لنز را با ورودی‌های کمتر از سوی کاربر تولید کند و همچنین ابزار طراحی را برای پشتیبانی از طیف وسیع‌تری از سازوکارهای حرکتی بهبود بخشند. این فناوری همچنین قابلیت مقیاس‌پذیری برای کاربردهای صنعتی و تجاری مانند طراحی لوله‌هایی که با تغییر ظاهر، محل نشتی را نشان می‌دهند، دارد.