- Perangkat lunak X-Hinges memungkinkan objek cetak 3D untuk mendeteksi dan merespons gerakan manusia.
- Sistem ini mengatasi masalah gangguan antara sensor dan saluran konduktif.
- Para peneliti telah menunjukkan beberapa prototipe, termasuk sarung tangan dan lampu adaptif.
- Tujuan jangka panjang X-Hinges adalah mengintegrasikan deteksi dan eksekusi dalam proses pencetakan.
Para peneliti telah mengembangkan perangkat lunak yang memungkinkan objek cetak 3D untuk mendeteksi dan merespons gerakan manusia. Sistem ini bernama X-Hinges, yang secara otomatis menyematkan sensor dan saluran konduktif yang terbuat dari berbagai bahan untuk meningkatkan akurasi sinyal dan mengurangi gangguan. Perangkat lunak ini memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan objek dengan menghubungkan bentuk dan memilih hingga tiga sumbu gerakan, serta menempatkan sensor di titik-titik lentur untuk melacak gerakan. Metode ini diharapkan dapat memungkinkan perangkat interaktif, termasuk tangan mekanis, barang-barang rumah tangga, mainan, dan sistem deteksi objek.
X-Hinges adalah perangkat lunak desain yang dikembangkan bersama oleh para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan Tianjin University di Tiongkok, yang memungkinkan objek cetak 3D untuk mendeteksi gerakan dan merespons interaksi manusia. Teknologi ini mengintegrasikan sensor dan saluran konduktif langsung ke dalam objek selama proses pembuatan, sehingga dapat mendeteksi gerakan di beberapa sumbu. Sistem ini telah memperbaiki tantangan utama dalam pembuatan objek interaktif: gangguan antara sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor dan saluran konduktif. Dengan menggunakan bahan yang berbeda untuk komponen ini, X-Hinges meningkatkan akurasi deteksi dan memungkinkan objek untuk menangkap berbagai gerakan secara bersamaan.
Menampilkan Berbagai Prototipe Teknologi
Para peneliti telah mendemonstrasikan teknologi ini melalui beberapa prototipe, termasuk sarung tangan yang dapat mentransfer gerakan tangan manusia ke tangan mekanis, lampu adaptif yang dapat merespons sentuhan, serta perangkat yang dapat mengenali objek menggunakan data taktil. Sensor dapat mendeteksi perubahan fisik, seperti lentur atau kompresi, dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Saluran konduktif mentransmisikan sinyal ini ke komponen elektronik yang memproses data. Jika dua komponen menggunakan bahan konduktif yang sama, respons listriknya mungkin menjadi sulit untuk dibedakan. Gangguan ini dapat mengurangi akurasi deteksi, membuat perangkat sulit untuk menentukan pergerakan di area tertentu.
X-Hinges mengatasi masalah ini dengan secara otomatis mengintegrasikan dua bahan yang berbeda ke dalam desain. Satu bahan digunakan untuk sensor dan dipilih untuk menghasilkan sinyal yang kuat, sementara yang lainnya digunakan untuk membuat saluran konduktif yang dirancang untuk meminimalkan gangguan. Pemisahan ini membantu sistem lebih andal dalam membedakan pembacaan sensor, memungkinkan objek untuk merespons input manusia secara real-time. Perangkat lunak ini juga menyediakan antarmuka untuk membuat objek interaktif, dengan memilih dan menghubungkan bentuk serta mendefinisikan gerakan komponen. Pengguna dapat memilih bentuk silinder, persegi panjang, profil ramping, atau bentuk geometris kustom, dan menentukan hingga tiga sumbu gerakan.
Misalnya, tangan mekanis mungkin memerlukan gerakan jari ke atas dan ke bawah serta ke samping. X-Hinges dapat menyematkan sensor di persendian untuk menangkap gerakan di sepanjang dua sumbu, memberikan data untuk membantu tangan mekanis lainnya mereproduksi gerakan pengguna.
Para peneliti menggunakan X-Hinges untuk mengembangkan sarung tangan yang dapat merekam lenturan sendi jari pengguna dan mentransfer data gerakan ke tangan mekanis. Sarung tangan ini dirancang untuk menyesuaikan dengan berbagai bentuk tangan, yang dapat membantu robot belajar gerakan meraih dari demonstrasi manusia, dengan potensi aplikasi di pabrik dan rumah. Prototipe lainnya adalah lampu lipat yang dapat mendeteksi ketika seseorang memegangnya dan menyesuaikan kecerahannya sesuai kebutuhan. Tim juga telah menciptakan perangkat sensor taktil yang dapat mengenali objek berdasarkan data sensor yang diletakkan di atasnya, seperti pisang.
Tantangan Kalibrasi yang Dihadapi
Sebuah pengontrol video game berbentuk ikan hiu kartun menunjukkan kemampuan desain kustom perangkat lunak ini. Para peneliti mengonfigurasi gerakan naik turun di bagian ekornya, sehingga berfungsi mirip dengan joystick. Meskipun memiliki kemampuan ini, X-Hinges masih menghadapi tantangan kalibrasi. Selama proses pencetakan 3D, perubahan kecil dalam penyelarasan komponen elektronik dapat menyebabkan objek yang tampak sama menghasilkan pembacaan sensor yang berbeda. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti telah mengembangkan sistem visi komputer untuk mengkalibrasi ulang output sensor, sehingga meningkatkan konsistensi antar perangkat. Mereka berharap dapat mengembangkan mekanisme kalibrasi ulang terintegrasi dalam versi mendatang.
Penelitian ini dibangun di atas upaya sebelumnya untuk menciptakan mekanisme cetak 3D yang dapat bergerak. Tujuan jangka panjang tim adalah mengintegrasikan deteksi dan eksekusi dalam satu proses pencetakan, sehingga objek dapat mendeteksi interaksi dan melakukan tindakan fisik secara bersamaan.
Potensi X-Hinges dalam Perangkat Interaktif
Pengembangan perangkat lunak X-Hinges menandai kemajuan penting dalam teknologi pencetakan 3D, yang mampu mengintegrasikan kemampuan deteksi ke dalam objek, yang memiliki dampak mendalam pada perangkat interaktif di masa depan. Dengan mengatasi masalah gangguan antara sensor dan saluran konduktif, para peneliti telah membuka kemungkinan untuk berbagai aplikasi, termasuk tangan mekanis dan produk rumah pintar. Teknologi ini tidak hanya dapat meningkatkan akurasi interaksi manusia-mesin, tetapi juga mendorong pembelajaran robot dan penyesuaian terhadap perilaku manusia, lebih lanjut mendorong proses otomatisasi dan kecerdasan.