Los investigadores del MIT han inventado una forma de integrar "paneles" - plataformas planas ampliamente utilizadas para la creación de prototipos electrónicos - directamente en productos físicos. El objetivo es proporcionar una forma más rápida y fácil de probar las funciones del circuito y las interacciones del usuario con productos comodispositivos inteligentes y electrónica flexible.
Los paneles de pruebas son paneles rectangulares con conjuntos de agujeros perforados en la superficie. Muchos de los agujeros tienen conexiones de metal y puntos de contacto entre ellos. Los ingenieros pueden enchufar componentes de sistemas electrónicos, desde circuitos básicos hasta procesadores de computadora completos, en los agujeros dondequieren que se conecten. Luego, pueden probar, reorganizar y volver a probar rápidamente los componentes según sea necesario.
Pero las placas de prueba se han mantenido con la misma forma durante décadas. Por esa razón, es difícil probar cómo se verán y sentirán los dispositivos electrónicos en, por ejemplo, dispositivos portátiles y varios dispositivos inteligentes. En general, las personas primero probarán los circuitos en placas de pruebas tradicionales, luego darán una palmadaen un prototipo de producto. Si el circuito necesita ser modificado, vuelve a la placa de pruebas para probarlo, y así sucesivamente.
En un documento presentado en CHI Conferencia sobre Factores Humanos en Sistemas de Computación, los investigadores describen "CurveBoards", objetos impresos en 3D con la estructura y función de una placa integrada en sus superficies. El software personalizado diseña automáticamente los objetos,completo con agujeros distribuidos que pueden llenarse con silicona conductiva para probar la electrónica. Los productos finales son representaciones precisas de lo real, pero con superficies de placa de prueba.
CurveBoards "preserva el aspecto y la sensación de un objeto", escriben los investigadores en su documento, al tiempo que permite a los diseñadores probar configuraciones de componentes y probar escenarios interactivos durante las iteraciones de creación de prototipos. En su trabajo, los investigadores imprimieron CurveBoards para pulseras y relojes inteligentes, Frisbees, cascos, auriculares, una tetera y un lector electrónico flexible y portátil.
"En las placas de pruebas, prototipa la función de un circuito. Pero no tiene el contexto de su forma: cómo se utilizará la electrónica en un entorno prototipo del mundo real", dice el primer autor Junyi Zhu, un estudiante graduadoen el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial CSAIL. "Nuestra idea es llenar este vacío y fusionar las pruebas de forma y función en una etapa muy temprana de la creación de prototipos de un objeto ... CurveBoards esencialmente agrega un eje adicional al [tres-dimensional] ejes XYZ del objeto - el eje 'función'. "
Uniéndose a Zhu en el papel están los estudiantes graduados de CSAIL Lotta-Gili Blumberg, Martin Nisser y Ethan Levi Carlson; los estudiantes de pregrado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación EECS Jessica Ayeley Quaye y Xin Wen; los ex estudiantes de pregrado de EECS Yunyi Zhu yKevin Shum; y Stefanie Mueller, profesora asistente de desarrollo de carrera del Consorcio X-Window en EECS.
software y hardware personalizado
Un componente central de CurveBoard es un software de edición de diseño personalizado. Los usuarios importan un modelo 3D de un objeto. Luego, seleccionan el comando "generar agujeros", y el software asigna automáticamente todos los agujeros de manera uniforme a través del objeto. Los usuarios luego eligenDiseños automáticos o manuales para canales de conectividad. La opción automática permite a los usuarios explorar un diseño diferente de conexiones a través de todos los poros con solo hacer clic en un botón. Para diseños manuales, se pueden usar herramientas interactivas para seleccionar grupos de poros e indicar el tipo de conexión entreEl diseño final se exporta a un archivo para la impresión 3D.
Cuando se carga un objeto 3D, el software esencialmente fuerza su forma en un "quadmesh", donde el objeto se representa como un grupo de cuadrados pequeños, cada uno con parámetros individuales. Al hacerlo, crea un espacio fijo entre elcuadrados. Los agujeros de alfiler, que son conos, con el extremo ancho en la superficie y que se estrecha hacia abajo, se colocarán en cada punto donde se toquen las esquinas de los cuadrados. Para los diseños de canales, algunas técnicas geométricas aseguran que los canales elegidos conecten el deseadocomponentes eléctricos sin cruzarse entre sí.
En su trabajo, los investigadores imprimieron objetos en 3D utilizando una silicona flexible, duradera y no conductora. Para proporcionar canales de conectividad, crearon una silicona conductora personalizada que puede inyectarse en los orificios y luego fluye a través de los canales después de la impresión.una mezcla de materiales de silicona diseñados para tener una resistencia eléctrica mínima, permitiendo que funcionen varios tipos de componentes electrónicos.
Para validar los CurveBoards, los investigadores imprimieron una variedad de productos inteligentes. Los auriculares, por ejemplo, venían equipados con controles de menú para altavoces y capacidades de transmisión de música. Un brazalete interactivo incluía una pantalla digital, LED y fotorresistencia para la frecuencia cardíacamonitoreo y un sensor de conteo de pasos. Una tetera incluía una pequeña cámara para rastrear el color del té, así como luces de colores en el mango para indicar áreas frías y calientes. También imprimieron un lector de libros electrónicos portátil con una pantalla flexible.
Mejor, prototipos más rápidos
En un estudio de usuarios, el equipo investigó los beneficios de la creación de prototipos de CurveBoards. Dividieron a seis participantes con diferentes experiencias de creación de prototipos en dos secciones: una utilizaba paneles tradicionales y un objeto impreso en 3D, y el otro usaba solo una CurveBoard del objeto.Ambas secciones diseñaron el mismo prototipo, pero cambiaron de una sección a otra después de completar las tareas designadas. Al final, cinco de seis de los participantes prefirieron la creación de prototipos con el CurveBoard. Los comentarios indicaron que los CurveBoards fueron en general más rápidos y fáciles de trabajar.
Pero los CurveBoards no están diseñados para reemplazar las placas de pruebas, dicen los investigadores. En cambio, funcionarían particularmente bien como un llamado paso de "fidelidad media" en la línea de tiempo de creación de prototipos, es decir, entre la prueba de la placa de pruebas inicial y el producto final. "A la gente le encanta", dice Zhu." Esto es para cuando tienes una idea del objeto final y quieres ver, por ejemplo, cómo las personas interactúan con el producto. Es más fácil tenerCurveBoard en lugar de circuitos apilados encima de un objeto físico ".
A continuación, los investigadores esperan diseñar plantillas generales de objetos comunes, como sombreros y brazaletes. En este momento, se debe construir un nuevo CurveBoard para cada nuevo objeto. Sin embargo, las plantillas ya preparadas permitirían a los diseñadores experimentar rápidamente con circuitos básicos yinteracción del usuario, antes de diseñar su CurveBoard específica.
Además, los investigadores quieren mover algunos pasos de creación de prototipos en etapas iniciales por completo al lado del software. La idea es que las personas puedan diseñar y probar circuitos, y posiblemente la interacción del usuario, completamente en el modelo 3D generado por el software. Despuésmuchas iteraciones, pueden imprimir en 3D un CurveBoard más finalizado ". De esa manera sabrás exactamente cómo funcionará en el mundo real, permitiendo la creación rápida de prototipos", dice Zhu. "Ese sería un paso más de 'alta fidelidad'para la creación de prototipos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Rob Matheson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :