Poceni in prilagodljivi 3-D tiskalniki so odlični za pomoč ljudem, vse od protetike, do ”pametnih” škatlic za tablete, ki uporabnika opominjajo, kakšen dnevni odmerek zdravil mora vzeti.
Ti plastični pripomočki pa nimajo vgrajene elektronike, zato ne morejo spremljati, če jih uporabniki uporabljajo pravilno.
Inženirji na Washingtonski univerzi so razvili 3-D tiskane naprave, ki lahko zaznavajo in pomnijo lastno uporabo in to brez baterij ali vgrajene elektronike. Namesto oddajanja lastnih signalov, deli informacije o uporabi preko odboja signala, ki ga ustvari oddaljena antena. Lastnost odbitega signala je odvisna od stanja v katerem se nahaja tiskani objekt. Stanje določa vgrajeno stikalo iz prevodnega filamenta, ki stakne ali razklene vgrajeno anteno iz prevodnega filamenta, s čimer spreminja obliko odbitega signala.
”Ustvariti hočemo naprave za pomoč ljudem, ki jih je možno tiskati s 3D tiskom, a do sedaj nismo imeli informaciji o njihovi uporabi.”, je povedala soavtorica članka, Jennifer Mannkoff. ”Zanimalo nas je, če lahko ustvarimo naprave, ki nimajo vezja, bi se jih dalo natisniti na običajne 3D tiskalnike, obenem pa so sposobne zbirati in posredovati informacije o uporabi. V tem članku želimo pokazati, da je to mogoče.”
V preteklosti je ekipa ustvarila že popolnoma plastične naprave, ki jih je mogoče tiskati in omogočajo komunikacijo z Wi-Fi omrežjem brez elektronike. Konkretno so to dozirniki za milo, ki zaznajo nizko količino mila, kar sporočijo preko Wi-Fi omrežja in s tem sprožijo postopek za naročanje novega prek spleta.
”Prednost uporabe plastike za takšne namene je, da nam ni treba skrbeti za baterije, ali pa na to, da bi se naprava zmočila. To odkritje odpira nova vrata na področja, kjer do sedaj elektronika ni bila smiselna,” pravi avtor članka Shyam Gollakota. ”Če pa hočemo 3D tiskane predmete zares spremeniti v pametne naprave, potrebujemo mehanizme za zaznavo in shranjevanje podatkov.”
Raziskovalci so se najprej lotili problema zaznave. Sistem v njihovi prejšnji študiji je spremljal gibanje v eni osi, kar je bilo uporabno za spremljanje količine detergenta, pretoka vode, ali hitrosti vetra. Sedaj pa so hoteli oblikovati predmete, ki bi zaznavali gibanje v dveh oseh, kot je na primer odpiranje in zapiranje škatlice za tablete.
”Pri prejšnjem projektu smo delali z zobnikom, ki se je vrtel v eno smer. Če je čez mehanizem tekla voda, je poganjala zobnik, ta pa sklepal in razklepal stikalo antene. Tokrat pa smo uporabili dve anteni, eno nad, drugo pa pod stikalom. Stikalo sedaj preklaplja med antenama, ko se zobnik vrti. Zaporedje v katerem sta anteni sklenjeni, pa nam pove, v katero smer se zobnik vrti.” je povedal avtor Vikram Iyer, doktorski študent na Washingtonski univerzi.
Naslednji korak projekta je bil reševanje problema razločevanja med antenama. Problem so rešili tako, da so spremenili razmak med zobmi na zobniku tako, da med vrtenjem oddaja značilno zaporedje preklopov, ki pa se obrne, ko se zobnik vrti v nasprotno smer.
Poleg spremljanja uporabe škatlic za tablete, bi se lahko enaka metoda uporabila za spremljanje uporabe protetičnih pripomočkov, kot so 3D tiskane e-NABLE roke. To so mehanične roke, ki se pritrjujejo na zapestje in otrokom z nepravilno razvitimi rokami omogočajo lažje prijemanje predmetov. Deluje tako, da skrčenje zapestja prenese na skrčenje prstov roke. Ekipa je natisnila prototip e-NABLE roke z vgrajenim dvosmernim senzorjem, ki je spremljal krčenje in izteg dlani preko zaznavanja kota skrčenosti zapestja.
Raziskovalci so hoteli izdelati tudi 3D tiskan objekt, ki bi lahko shranil podatke o uporabi, tudi ko je izven dosega oddajnika. Za ta namen so prilagodili inzulinsko pero (injektor za večkratno uporabo v obliki pisala), ki spremlja porabo in poroča, ko zmanjkuje odmerkov.
”Inzulin lahko uporabite kjerkoli, tudi ko v bližini ni dostopne točke. Potrebovali smo mehanizem, ki bi hranil informacijo o številu uporab, ko pa bi se vrnili v območje z internetno povezavo, pa bi se ta informacija posredovala v oblak.” je povedal avtor Gollakota.
Ta metoda zahteva nek mehanski gib, kot je pritisk gumba, shranjena pa je s pomočjo zvijanja vzmeti znotraj zaskočnega zobnika, ki se lahko giblje le v eno smer. Vsakič ko uporabnik pritisne na gumb, se vzmet bolj zvije. Odvije pa se lahko šele ko jo uporabnik sprosti v bližini oddajnika, ki bo v trenutku sprostitve dobil informacijo prek vklapljanja in izklapljanja antene med vrtenjem zobnika. Vsak obrat ustreza enem pritisku gumba.
”Te naprave so le prototipi, ki prikazujejo možnost uporabe 3D tiskanih predmetov za zaznavo dvosmernega gibanja ter shranjevanje informacij. Naslednji korak pa je miniaturizacija, da bi jih lahko vgradili v prave škatlice za tablete, protetične pripomočke ali inzulinska peresa.” je dejal Mankoff.
”Ta sistem nam bo omogočil podrobno spremljanje uporabe omenjenih pripomočkov. Trenutno ne moremo spremljati tega, ali in kako ljudje uporabljajo e-NABLE protetične pripomočke, sčasoma pa bi lahko s pridobljenimi podatki ocenili, ali bodo uporabniki (glede na to, kako ga uporabljajo) uporabo nekega pripomočka čez nekaj časa morda opustili.”
Povzeto po: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181010093601.htm
