محققان MIT راهی برای ادغام "تخته های نان" - سکوک های صاف و گسترده ای که برای نمونه سازی الکترونیک استفاده می شود ، به طور مستقیم روی محصولات فیزیکی اختراع کرده اند. هدف این است که یک روش سریعتر و آسان تر برای آزمایش توابع مدار و تعامل کاربر با محصولاتی مانند دستگاه های هوشمند و الکترونیک انعطاف پذیر ارائه شود.
تخته های چوبی تخته های مستطیل شکل با آرایه های سوراخ های سوراخ شده در سطح هستند. بسیاری از سوراخ ها اتصالات فلزی و نقاط تماس بین آنها وجود دارد. مهندسان می توانند اجزای سیستمهای الکترونیکی - از مدارهای اصلی تا پردازنده های کامل کامپیوتر - را به سوراخ های محل اتصال آنها وصل کنند. سپس ، آنها می توانند به سرعت مورد نیاز آزمایش ، تنظیم مجدد و مجدداً آزمایش کنند.
اما تخته های نان برای ده ها سال به همین شکل باقی مانده اند. به همین دلیل ، دشوار است که آزمایش کنید که چگونه الکترونیک ، به عنوان مثال ، پوشیدنی ها و دستگاه های هوشمند مختلف را به نظر می رسد و احساس می کنید. به طور کلی ، مردم ابتدا مدارهای مربوط به تخته های سنتی را آزمایش می کنند ، سپس آنها را روی نمونه اولیه محصول می ریزند. اگر مدار نیاز به تغییر دارد ، برای آزمایش و غیره دوباره به تخته سنگ می آید.
در مقاله ای که در CHI (کنفرانس عوامل انسانی در سیستم های محاسباتی) ارائه شده است ، محققان "CurveBoards" ، اشیاء با چاپ 3 بعدی با ساختار و عملکرد یک تخته میز را که روی سطح آنها قرار گرفته است ، توصیف می کنند. نرم افزارهای سفارشی به طور خودکار اشیاء را طراحی می کنند ، تکمیل شده با سوراخ های توزیع شده که می توانند با سیلیکون رسانا پر شوند تا الکترونیک را آزمایش کنند. محصولات نهایی نمایش دقیقی از چیز واقعی هستند اما دارای سطوح تخته نان هستند.
محققان در مقاله خود می نویسند که CurveBoards شکل و شمایل یک جسم را حفظ می کند ، ضمن اینکه طراحان این امکان را به شما می دهند که پیکربندی های جزء را امتحان کرده و سناریوهای تعاملی را در حین تکرار نمونه سازی آزمایش کنند . محققان در کار خود ، CurveBoards را برای دستبندهای هوشمند و ساعت ، Frisbees ، کلاه ایمنی ، هدفون ، یک قوری و یک خواننده الکترونیکی انعطاف پذیر و پوشیدنی چاپ کردند.
جونی ژو ، نویسنده اول ، دانشجوی فارغ التحصیل کامپیوتر می گوید: "در تخته های نان ، شما عملکرد مدار را نمونه می کنید. اما فرم آن را ندارید. چگونه می توان از الکترونیک در یک محیط نمونه اولیه در دنیای واقعی استفاده کرد." آزمایشگاه علوم و هوش مصنوعی (CSAIL). "ایده ما این است که این شکاف را پر کنیم ، و فرم و آزمایش عملکرد را در مرحله اولیه از نمونه سازی یک شیء ادغام کنید. ... CurveBoards اساساً یک محور اضافی را به محورهای موجود [سه بعدی] XYZ موجود از جسم اضافه می کنیم - محور" تابع ". ""
نرم افزار و سخت افزار سفارشی
یک مؤلفه اصلی CurveBoard نرم افزار ویرایش طراحی سفارشی است. کاربران یک مدل 3 بعدی از یک شی وارد می کنند. سپس ، آنها فرمان "تولید سوراخ های سوراخ" را انتخاب می کنند و نرم افزار بطور خودکار تمام سوراخ های سوراخ را به طور یکنواخت در سراسر شیء نقشه برداری می کند. کاربران سپس طرح بندی های اتوماتیک یا دستی را برای کانال های اتصال انتخاب می کنند. گزینه اتوماتیک به شما امکان می دهد تا با کلیک یک دکمه ، چیدمان متفاوتی از اتصالات را در همه نقاط سوراخ کشف کنند. برای چیدمان های دستی ، می توان از ابزارهای تعاملی برای انتخاب گروه های سوراخ ها استفاده کرد و نوع اتصال بین آنها را نشان داد. طرح نهایی برای چاپ 3 بعدی به یک پرونده صادر می شود.
CurveBoards تخته های نوری سه بعدی هستند - معمولاً برای نمونه سازی مدارهای معمولی استفاده می شوند - که می توانند توسط نرم افزارهای سفارشی ، چاپی سه بعدی و مستقیماً در سطح اشیاء بدنی مانند ساعتهای هوشمند ، دستبندها ، کلاه ایمنی ، هدفون و حتی الکترونیک قابل انعطاف طراحی شوند. CurveBoards می تواند یک تکنیک نمونه سازی اضافی را به طراحان ببخشد تا بهتر ارزیابی کنند که مدارها روی محصولات بدنی که کاربران با آنها در تعامل هستند چطور ظاهر و احساس می کنند. اعتبار: دیشیتا توراخیا و جونی جی
هنگامی که یک شیء 3 بعدی بارگذاری می شود ، این نرم افزار اساساً شکل خود را به یک "چهارگوشه" مجبور می کند - هر جا که این شیء به صورت دسته ای از مربعهای کوچک نمایش داده شود ، هر کدام دارای پارامترهای جداگانه هستند. با انجام این کار ، یک فاصله ثابت بین میادین ایجاد می کند. سوراخ های سوراخ دار (مخروط ، با انتهای گسترده روی سطح و پایین آمدن) در هر نقطه ای که گوشه های مربع ها لمس می شوند قرار می گیرند. در مورد چیدمان کانال ، برخی از تکنیک های هندسی اطمینان حاصل می کنند که کانال های انتخاب شده بدون عبور از یکدیگر ، اجزای الکتریکی مورد نظر را به یکدیگر وصل می کنند.
محققان در کار خود ، اشیاء 3 بعدی را با استفاده از یک سیلیکون انعطاف پذیر ، با دوام و غیر رسانا چاپ کردند. برای تهیه کانال های اتصال ، آنها یک سیلیکون رسانا سفارشی ایجاد کردند که می تواند درون سوراخ های سوراخ شده سوراخ شود و پس از چاپ از طریق کانال ها جریان یابد. سیلیکون ترکیبی از مواد سیلیکونی است که با حداقل مقاومت در برابر الکتریسیته طراحی شده است و به انواع مختلف الکترونیک امکان عملکرد را می دهد.
برای اعتبارسنجی CurveBoards ، محققان انواع محصولات هوشمند را چاپ کردند. برای مثال هدفون به کنترل منو برای بلندگوها و قابلیت پخش موسیقی مجهز شده است. یک دستبند تعاملی شامل یک صفحه نمایش دیجیتالی ، LED و Photoresistor برای نظارت بر ضربان قلب و یک سنسور شمارش مرحله است. یک قوری یک دوربین کوچک برای ردیابی رنگ چای و همچنین چراغ های رنگی روی دسته برای نشان دادن مناطق گرم و سرد است. آنها همچنین یک خواننده کتاب الکترونیکی پوشیدنی با صفحه نمایش انعطاف پذیر چاپ کردند.
- ۹۹/۰۲/۲۸