На пути к более гибкому и быстрому прототипированию электронных устройств

May 29, 2023

Предыдущее изображение Следующее изображение

Независимо от того, являетесь ли вы новым сотрудником, гимнастом или производителем гибких соломинок, одна черта идеальна для всех: гибкость. То же самое теперь можно сказать и о прототипировании электронных устройств. Хотя дизайнеры обычно тестируют свои проекты на «макетах» или тонких пластиковых платах, которые могут скреплять электронные компоненты, они часто бывают жесткими и медленными. Учитывая жесткость этих электронных систем, исследователи Массачусетского технологического института разработали FlexBoard — гибкий макет, который позволяет быстро создавать прототипы объектов с помощью интерактивных датчиков, приводов и дисплеев на изогнутых и деформируемых поверхностях, таких как мяч или одежда.

Чтобы проиллюстрировать универсальность платформы для различных предметов, исследователи протестировали ее на гирях, контроллерах видеоигр и перчатках, обнаружив, что датчики и дисплеи могут крепиться к электронным компонентам внутри каждого из ее шарниров. Команда добавила к гирям датчики и светодиоды, которые успешно определяли, применяют ли пользователи правильную форму во время тренировок с махами. В свою очередь, на дисплее отображается красный цвет, если выполнено неправильно, или зеленый, если выполнено правильно, а также количество повторений. В будущем платформа сможет улучшить фитнес-программы, предоставляя такую ​​обратную связь.

Конструкция макета состоит из тонкого пластика, соединяющего две части одного и того же материала для повышения гибкости. Этот «живой шарнирный узор» можно найти в крышках бутылок с приправами и корешках пластиковых коробок для дисков, скрепляющих электронные компоненты FlexBoard. Дизайн можно воспроизвести с помощью готового 3D-принтера, изготовив гибкие доски, которые можно пришить к предмету или прикрепить с помощью эпоксидного клея или ленты-липучки.

Этот удобный дизайн открывает возможности для более быстрой настройки интерфейсов. «Фундаментальным развитием нашего современного мира является то, что мы можем взаимодействовать с цифровым контентом везде и в любое время, что становится возможным благодаря повсеместным интерактивным устройствам», — говорит автор исследования Майкл Вессели, недавний постдок в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL). который сейчас является доцентом Орхусского университета. «FlexBoard поддерживает проектирование этих устройств, являясь универсальной и быстро взаимодействующей платформой для прототипирования. Наша платформа также позволяет дизайнерам быстро тестировать различные конфигурации датчиков, дисплеев и других интерактивных компонентов, что может привести к ускорению циклов разработки продуктов и увеличению количества пользователей. дружелюбный и доступный дизайн».

FlexBoard также может улучшить игры в виртуальной реальности с помощью контроллеров и перчаток. Команда установила на контроллеры систему предупреждения о столкновениях, предупреждающую игроков, носящих гарнитуру VR, когда они рискуют столкнуться с окружающей средой. К деформируемым перчаткам были добавлены датчики и моторы для улавливания жестов, влияющих на взаимодействие игроков в игре.

Каждая макетная плата является многоразовой и клейкой, что означает, что она может выдерживать многократные изгибы как вверх, так и вниз, оставаясь при этом полностью прикрепленной к прототипам, на которых они тестировались. Уэссели и его команда оценили долговечность FlexBoard, согнув ее 1000 раз, и отметили, что макеты оставались полностью функциональными, не ломаясь после этого. Такая двунаправленная гибкость позволяет платформе прикрепляться к предметам изогнутой конструкции, что делает FlexBoard удобной платформой для прототипирования для производителей, экспериментирующих с различным оборудованием для создания новых электронных изделий.

Пользователи могут разрезать длинные макетные полосы на более мелкие сегменты для более мелких предметов или прикрепить несколько полосок к прототипу более крупных объектов. Например, несколько FlexBoards можно обернуть вокруг теннисной ракетки, что расширит диапазон обнаружения датчиков при считывании скорости залпа.

Адаптируемость платформы к различным поверхностям может упростить процесс электронного прототипирования. «При разработке новых интерактивных устройств, пользовательских интерфейсов или большинства электронных продуктов мы обычно рассматриваем форму объекта и электронные функции как две отдельные задачи, что затрудняет тестирование прототипа в среде его использования на ранней стадии и может привести к проблемы интеграции в дальнейшем», — добавляет Цзюньи Чжу, аспирант Массачусетского технологического института в области электротехники и информатики и филиал CSAIL. «FlexBoards решают эти проблемы с помощью усовершенствованных, многоразовых гибких макетов, которые ускоряют текущий конвейер прототипирования интерактивных устройств и предоставляют новую и ценную платформу для прототипирования для разработчиков маломощной электроники и сообщества DIY [сделай сам]».