Futuro FlexBoard recém-desenvolvido para prototipagem flexível e rápida de dispositivos eletrônicos

Jul 21, 2023

Seja você um novo funcionário, um ginasta ou um fabricante de canudos, uma característica é ideal em todos os aspectos: flexibilidade. O mesmo pode ser dito agora sobre a prototipagem de dispositivos eletrônicos. Embora os designers normalmente testem seus projetos em "breadboards" ou placas plásticas finas que podem unir componentes eletrônicos, elas geralmente são rígidas e lentas. Com a rigidez desses backbones eletrônicos em mente, os pesquisadores do MIT desenvolveram o "FlexBoard", uma placa de ensaio flexível que permite a prototipagem rápida de objetos com sensores interativos, atuadores e exibições em superfícies curvas e deformáveis, como uma bola ou roupas. A versatilidade da plataforma em diferentes itens, os pesquisadores a testaram em kettlebells, controladores de videogame e luvas, descobrindo que sensores e monitores podem ser conectados aos componentes eletrônicos dentro de cada uma de suas dobradiças. A equipe adicionou sensores e LEDs aos kettlebells, que detectaram com sucesso se os usuários estavam aplicando a forma correta em seus treinos de swing. Por sua vez, o display indicava vermelho se feito incorretamente, ou verde se executado corretamente, assim como o número de repetições. No futuro, a plataforma poderá melhorar as rotinas de condicionamento físico fornecendo esse feedback. O design da breadboard consiste em um plástico fino que conecta duas peças do mesmo material para aumentar a flexibilidade. Esse "padrão de dobradiça viva" pode ser encontrado nas tampas das garrafas de condimento e nas lombadas das caixas de discos de plástico, mantendo unidos os componentes eletrônicos do FlexBoard. O design pode ser replicado por uma impressora 3D comum, fabricando FlexBoards que podem ser costurados a um item ou fixados com cola epóxi ou fita de velcro. Esse design conveniente abre as portas para interfaces personalizáveis ​​mais rapidamente. “Um desenvolvimento fundamental em nosso mundo moderno é que podemos interagir com conteúdo digital em qualquer lugar e a qualquer hora, o que é possível por meio de dispositivos interativos onipresentes”, diz o autor da pesquisa Michael Wessely, um recente pós-doutorado no Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL). que agora é professor assistente na Universidade de Aarhus. "O FlexBoard oferece suporte ao design desses dispositivos por ser uma plataforma de prototipagem versátil e de interação rápida. Nossa plataforma também permite que os designers testem rapidamente diferentes configurações de sensores, telas e outros componentes interativos, o que pode levar a ciclos de desenvolvimento de produto mais rápidos e mais experiência do usuário. designs amigáveis ​​e acessíveis." O FlexBoard também pode aprimorar os jogos de realidade virtual por meio de controladores e luvas. A equipe instalou um sistema de alerta de colisão nos controladores, alertando os jogadores que usam um fone de ouvido VR quando correm o risco de esbarrar em seus arredores. Sensores e motores foram adicionados a luvas deformáveis ​​para capturar gestos, influenciando as interações dos jogadores no jogo. Cada placa de ensaio é reutilizável e adesiva, o que significa que pode suportar dobras repetidas nas direções para cima e para baixo, permanecendo totalmente presa aos protótipos em que foram testados . Wessely e a equipe avaliaram a durabilidade do FlexBoard dobrando-o 1.000 vezes, observando que as breadboards permaneceram totalmente funcionais sem quebrar posteriormente. Essa flexibilidade bidirecional ajuda a plataforma a se conectar a itens com designs curvos, tornando o FlexBoard uma plataforma de prototipagem conveniente para fabricantes que experimentam diferentes hardwares para criar novos itens eletrônicos. para prototipar em objetos maiores. Por exemplo, vários FlexBoards podem ser enrolados em uma raquete de tênis, expandindo o alcance de detecção dos sensores ao ler a velocidade de uma rajada. A adaptabilidade da plataforma a diferentes superfícies pode agilizar o processo de prototipagem eletrônica. "Ao projetar novos dispositivos interativos, interfaces de usuário ou a maioria dos produtos eletrônicos, geralmente tratamos a forma do objeto e as funções eletrônicas como duas tarefas separadas, o que dificulta o teste do protótipo em seu ambiente de uso no estágio inicial e pode levar a questões de integração mais adiante", acrescenta Junyi Zhu, estudante de doutorado do MIT em engenharia elétrica e ciência da computação e afiliado da CSAIL. "Os FlexBoards resolvem esses problemas com breadboards flexíveis aprimorados e reutilizáveis, que aceleram o atual pipeline de prototipagem de dispositivos interativos e fornecem uma nova e valiosa plataforma de prototipagem para o design de eletrônicos de baixa potência e a comunidade DIY [faça você mesmo]". No futuro, o FlexBoard poderia tornar os equipamentos de ginástica, utensílios de cozinha, móveis e outros itens domésticos mais interativos. Ainda assim, a equipe reconhece que sua plataforma precisa ser ainda mais otimizada, exigindo dobrabilidade, durabilidade e resistência aprimoradas por meio da impressão multimaterial. Além disso, cada breadboard é projetada para impressoras FDM, uma máquina de fabricação 3D pronta para uso, que limita o comprimento e aumenta o tempo de impressão dos FlexBoards. As réguas de terminais também exigem montagem manual e tornam desafiadora a prototipagem de objetos dobráveis. "Como muitos pesquisadores investigaram a diversificação das propriedades dos materiais, questionamos por que a placa de ensaio permanece rígida", diz Donghyeon Ko, outro autor do trabalho que é um ex-estudante de doutorado visitante do MIT. do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia. "Queríamos tornar os objetos do dia-a-dia 'capáveis' enquanto desenvolvíamos interfaces que mudam de forma." Ciência da Computação e Engenharia Mecânica e Yoonji Kim, professor assistente na Faculdade de Arte e Tecnologia da Universidade Chung-Ang. A pesquisa da equipe foi apoiada pela concessão da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF) financiada pelo governo coreano, pelo Ministério da Educação da República da Coreia e pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia. O FlexBoard foi apresentado na Conferência CHI de 2023 sobre Human Fatores em Sistemas de Computação em abril.