I RICERCATORI DEL MIT SVILUPPANO UN NUOVO SOFTWARE DI PROGETTAZIONE 3D PER L’ELETTRONICA INCORPORATA
Un team di ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT ha sviluppato un nuovo ambiente di progettazione 3D che consente agli utenti di modellare digitalmente sia la forma fisica di un oggetto che la funzione elettronica contemporaneamente.
Soprannominato ” MorphSensor “, il programma si basa sul software CAD convenzionale e sul software di costruzione di circuiti per fornire un ambiente di progettazione più completo, perfetto per i professionisti della meccatronica. In sostanza, le parti personalizzate possono essere progettate per la stampa 3D tenendo conto sia della fattibilità elettronica che della funzionalità meccanica.
Junyi Zhu, autore principale di un articolo sul progetto, spiega: “MorphSensor si inserisce nella mia visione a lungo termine di qualcosa chiamato ‘prototipazione rapida delle funzioni’, con l’obiettivo di creare oggetti interattivi in cui le funzioni sono direttamente integrate con la forma e fabbricate in una sola volta, anche per utenti non esperti. Ciò offre la promessa che durante la prototipazione, la forma dell’oggetto potrebbe seguire la sua funzione designata e la funzione potrebbe adattarsi alla sua forma fisica “.
Durante la progettazione (e la riprogettazione) di oggetti solidi come involucri e cornici, l’aggiunta di componenti elettronici incorporati come sensori e chip può essere difficile. Il flusso di lavoro di progettazione richiede solitamente un approccio iterativo, in base al quale il frame di un dispositivo deve essere concettualizzato separatamente rispetto ai suoi componenti interni. Ciò può comportare un noioso ciclo di andare avanti e indietro tra le parti fisiche ed elettroniche, assicurando che tutto si adatti e allo stesso tempo ottimizzando l’uso dello spazio 3D.
MorphSensor mira a porre rimedio a questo problema. Gli utenti possono importare moduli di sensori predefiniti da un ampio database direttamente nell’editor 3D, dove possono essere adattati a un modello 3D in un processo simile all’incollaggio di adesivi su un oggetto. Il circuito desiderato viene modificato contemporaneamente alla parte per garantire che possa essere incorporato direttamente nella fase di prototipazione iniziale, eliminando la necessità di ulteriori iterazioni di progettazione.
Una volta che lo scheletro digitale di un circuito personalizzato è completo, può essere stampato su un pezzo di carta. Quindi, utilizzando nastro conduttivo, i componenti elettronici reali possono essere costruiti direttamente sopra la formazione del circuito precostruito sulla carta. Una volta assemblato, il circuito può essere ritagliato e applicato alla sua parte complementare stampata in 3D con nastro biadesivo.
Per testare l’efficacia del software, il team CSAIL ha prodotto una serie di assiemi meccatronici progettati nell’ambiente MorphSensor. Per dare il via alle cose, una montatura sperimentale per occhiali con sensore di luce blu integrato e microcontrollore. Oltre a fornire la funzionalità di correzione della vista standard, gli occhiali sono in grado di rilevare quando l’utente è esposto a troppa luce blu, inviando un avviso tramite un LED o un rumore.
Allo stesso modo, un anello indossabile è stato progettato con un sensore di temperatura integrato per rilevare le condizioni ambientali, consentendogli di fornire consigli meteorologici al volo. Anche gli involucri per un paio di Airpod sono stati ridisegnati per ospitare sensori di movimento per scopi di biomonitoraggio e monitoraggio del sonno.
In accordo con la pandemia in corso, una maschera N95 è stata anche equipaggiata con un sensore di umidità per monitorare la contaminazione del substrato, avvisando l’utente quando la maschera deve essere scartata. Infine, il manico di un saldatore è stato ridisegnato per integrare un sensore di qualità dell’aria e la corrispondente illuminazione a LED. Quando la qualità dell’aria in un’officina si deteriora in una certa misura, il LED lampeggia, segnalando all’utente che potrebbe essere il momento di aprire una finestra.
