3D 打印对象感知用户如何与它们交互
研究人员开发了一种新的 3D 打印机制方法，可以检测力是如何施加到物体上的。这些结构由单块材料制成，因此可以快速制作原型。设计师可以使用这种方法一次完成 3D 打印交互式输入设备，例如操纵杆、开关或手持控制器。
为了实现这一点，研究人员将电极集成到由超材料制成的结构中，超材料是被分成重复单元网格的材料。他们还开发了帮助用户构建这些交互式设备的编辑软件。
传感可以直接集成到对象的材料结构中，从而实现智能环境，在该环境中对象可以感知与它们的每次交互。例如，由智能材料制成的椅子或沙发可以在用户坐在上面时检测到用户的身体，并使用它来查询特定功能（例如打开灯或电视）或收集数据以供以后分析（例如检测和纠正身体姿势）。
因为超材料是由单元格组成的，所以当用户对超材料对象施加力时，一些灵活的内部单元格会拉伸或压缩。研究人员利用这一点创造了“导电剪切单元”——柔性单元有两个由导电丝制成的相对壁和两个由非导电丝制成的壁。导电壁起到电极的作用。
当用户对超材料机制施加力时——移动操纵杆手柄或按下控制器上的按钮——导电剪切单元会拉伸或压缩，并且相对电极之间的距离和重叠区域会发生变化。使用电容感应，这些变化可以被测量并用于计算所施加力的大小和方向，以及旋转和加速度。通过了解操纵杆用户如何施力，设计师可以为特定方向上握力有限的人制作独特的手柄形状和尺寸原型。
设计师可以为计算机快速创建和调整独特、灵活的输入设备，例如可挤压的音量控制器或可弯曲的触控笔。研究人员开发的 3D 编辑器 Meta-Sense 实现了这种快速原型制作。用户可以手动将传感集成到超材料设计中，或者让软件自动将导电剪切单元放置在最佳位置。
该工具模拟在施加不同力时对象将如何变形，然后使用此模拟变形来计算哪些单元格的距离变化最大。变化最大的细胞是导电剪切细胞的最佳候选者。
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