Verso una prototipazione più flessibile e rapida di dispositivi elettronici

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Che tu sia un nuovo impiegato, un ginnasta o un produttore di cannucce flessibili, una caratteristica è ideale su tutta la linea: la flessibilità. Lo stesso si può dire ora della prototipazione di dispositivi elettronici. Anche se i progettisti in genere testano i loro progetti su "breadboard", ovvero sottili pannelli di plastica che possono tenere insieme componenti elettronici, spesso sono rigidi e lenti. Tenendo presente la rigidità di queste dorsali elettroniche, i ricercatori del MIT hanno sviluppato "FlexBoard", una breadboard flessibile che consente la prototipazione rapida di oggetti con sensori interattivi, attuatori e display su superfici curve e deformabili, come una palla o vestiti.

Per illustrare la versatilità della piattaforma su diversi oggetti, i ricercatori l'hanno testata su kettlebell, controller per videogiochi e guanti, scoprendo che sensori e display possono collegarsi ai componenti elettronici all'interno di ciascuna delle sue cerniere. Il team ha aggiunto sensori e LED ai kettlebell, che hanno rilevato con successo se gli utenti stavano applicando la forma corretta ai loro allenamenti di swing. A sua volta, il display indicava rosso se eseguito in modo errato, o verde se eseguito correttamente, nonché il numero di ripetizioni. In futuro, la piattaforma potrebbe migliorare le routine di fitness fornendo tale feedback.

Il design della breadboard è costituito da una sottile plastica che collega due pezzi dello stesso materiale per migliorare la flessibilità. Questo "modello di cerniera vivente" può essere trovato nei tappi delle bottiglie di condimenti e nei dorsi delle custodie dei dischi in plastica, che tengono insieme i componenti elettronici di FlexBoard. Il progetto può essere replicato da una stampante 3D standard, fabbricando FlexBoard che possono essere cuciti su un oggetto o fissati utilizzando colla epossidica o nastro in velcro.

Questo pratico design apre le porte a interfacce personalizzabili più rapidamente. "Uno sviluppo fondamentale nel nostro mondo moderno è che possiamo interagire con i contenuti digitali ovunque e in qualsiasi momento, il che è possibile attraverso dispositivi interattivi onnipresenti", afferma l'autore della ricerca Michael Wessely, un recente postdoc presso il MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) che ora è professore assistente all'Università di Aarhus. "FlexBoard supporta la progettazione di questi dispositivi essendo una piattaforma di prototipazione versatile e di rapida interazione. La nostra piattaforma consente inoltre ai progettisti di testare rapidamente diverse configurazioni di sensori, display e altri componenti interattivi, che potrebbero portare a cicli di sviluppo del prodotto più rapidi e a un maggior numero di utenti design amichevoli e accessibili."

FlexBoard può anche migliorare i giochi di realtà virtuale attraverso controller e guanti. Il team ha installato un sistema di avviso di collisione sui controller, avvisando i giocatori che indossano un visore VR quando rischiano di scontrarsi con l'ambiente circostante. Sensori e motori sono stati aggiunti ai guanti deformabili per catturare i gesti, influenzando le interazioni dei giocatori nel gioco.

Ogni breadboard è riutilizzabile e adesiva, il che significa che può resistere a ripetute piegature sia verso l'alto che verso il basso pur rimanendo completamente attaccata ai prototipi su cui è stata testata. Wessely e il team hanno valutato la durabilità di FlexBoard piegandolo 1.000 volte, rilevando che le breadboard sono rimaste perfettamente funzionanti senza rompersi in seguito. Questa flessibilità bidirezionale aiuta la piattaforma a collegarsi ad articoli con design curvi, rendendo FlexBoard una comoda piattaforma di prototipazione per i produttori che sperimentano hardware diversi per creare nuovi articoli elettronici.

Gli utenti possono tagliare le lunghe strisce della breadboard in segmenti più piccoli per oggetti più piccoli, oppure è possibile collegarne diverse per creare prototipi su oggetti più grandi. Ad esempio, diversi FlexBoard potrebbero essere avvolti attorno a una racchetta da tennis, ampliando il raggio di rilevamento dei sensori durante la lettura della velocità di una volèe.

L'adattabilità della piattaforma a diverse superfici può semplificare il processo di prototipazione elettronica. "Mentre progettiamo nuovi dispositivi interattivi, interfacce utente o la maggior parte dei prodotti elettronici, di solito trattiamo la forma dell'oggetto e le funzioni elettroniche come due compiti separati, il che rende difficile testare il prototipo nel suo ambiente di utilizzo nella fase iniziale e può portare a problemi di integrazione più avanti", aggiunge Junyi Zhu, dottorando del MIT in ingegneria elettrica e informatica e affiliato CSAIL. "FlexBoard affronta questi problemi con breadboard flessibili migliorate e riutilizzabili, che accelerano l'attuale pipeline di prototipazione di dispositivi interattivi e forniscono una nuova e preziosa piattaforma di prototipazione per la progettazione elettronica a basso consumo e la comunità fai-da-te [fai da te]."