Reality Labs guanti di realtà virtuale (VR) stampati in 3D a Facebook Connect 2020

I GUANTI DI REALTÀ VIRTUALE STAMPATI IN 3D DI FACEBOOK POTREBBERO ESSERE ANNUNCIATI PER OCULUS A CONNECT?

Con Facebook Connect 2020 programmato per la prossima settimana, il team di Reality Labs dell’azienda ha annunciato lo sviluppo di guanti di realtà virtuale (VR) stampati in 3D.

Creati insieme ai ricercatori della Cornell University , i dispositivi sono dotati di attuatori pneumatici morbidi che “misurano la forza localizzata” e forniscono “feedback tattile” agli utenti. Dato che Facebook ha istituito Reality Labs per supervisionare lo sviluppo della realtà virtuale per la sua filiale di gioco Oculus Rift , i guanti stampati in 3D potrebbero ancora far parte della prossima conferenza.

Il nuovo materiale del team di ricerca potrebbe essere utilizzato per creare una nuova generazione di dispositivi indossabili stampati in 3D. Gif tramite il diario di comunicazione sulla natura.
I guanti stampati in 3D del team di ricerca potrebbero essere presenti nella prossima conferenza Digital Connect di Facebook. Immagine tramite il diario di comunicazione della natura.
Dispositivi di robotica morbida per la stampa 3D

I dispositivi costruiti utilizzando materiale morbido presentano vantaggi intrinseci di assorbimento degli urti, gestione del carico e recupero dell’energia passiva rispetto a quelli realizzati utilizzando materiali sintetici convenzionali. I tessuti molli sono particolarmente utili nella robotica, dove i loro bassi moduli e la grande estensibilità consentono la creazione di robot flessibili che possono essere deformati in quasi tutti gli stati senza rompersi.

Le gomme siliconiche sono ideali per la creazione di robot morbidi grazie alle loro qualità di resistenza termica e inerzia chimica. Nonostante ciò, i processi di fabbricazione convenzionali spesso implicano la replica o lo stampaggio a iniezione, che produce solo forme semplici e prismatiche. Recenti ricerche sulla gomma hanno studiato l’utilizzo di materiali siliconici liquidi come inchiostri per la stampa 3D basata su estrusione, ma le loro proprietà modificate hanno anche indebolito la loro densità di reticolazione.

Come risultato della resistenza ridotta del materiale, i campioni basati sull’estrusione hanno mostrato una fedeltà di stampa limitata per le caratteristiche sporgenti, causandone il cedimento prima della polimerizzazione. Altri team di ricerca hanno utilizzato tecniche di stereolitografia (SLA) per produrre parti con resine liquide, fornendo una maggiore stabilità, ma non la stessa tenacità delle gomme disponibili in commercio.

Inoltre, i requisiti di elaborazione dello SLA richiedono l’uso di una resina stabile a bassa viscosità, che ha impedito l’utilizzo di approcci convenzionali per rafforzarli. Come strategia alternativa, il team di ricerca ha ipotizzato che la creazione di Double Networks (DN) in cui due polimeri occupano lo stesso volume, fornirebbe una gomma con una maggiore resistenza.

All’interno del nuovo approccio del team, i due strati polimerici hanno qualità e funzioni diverse. Lo strato esterno è fragile e dissipa energia, mentre la rete secondaria rimane intatta ed è in grado di sostenere carichi pesanti. Facendo leva sui loro DN, i ricercatori hanno proposto che non potevano solo abbinare le qualità di resistenza delle gomme commerciali, ma anche legare gli oggetti stampati con altri substrati.

I ricercatori hanno testato la maggiore resistenza del loro nuovo materiale tramite numerose valutazioni. Immagine tramite il diario di comunicazione della natura.
I ricercatori hanno testato la maggiore resistenza del loro nuovo materiale tramite numerose valutazioni. Immagine tramite il diario di comunicazione della natura.
Il materiale di stampa 3D in doppio silicone del team

Per creare il loro nuovo materiale, i ricercatori hanno utilizzato una formulazione di silicone tiolo-ene come base grazie alla sua bassa viscosità, alla rapida gelificazione e alle elevate qualità di conversione della reazione. Al contrario, il polimero secondario nel DN deve formare una propria rete distinta, quindi il team ha utilizzato una resina della serie Mold Max a causa della loro intrinseca durezza e rigidità.

Il processo di combinazione in due fasi ha visto le gomme formate in sequenza in un silicone tiolo-ene fotoindurito e un silicone polimerizzato per condensa meccanicamente robusto. Successivi test di spettroscopia a infrarossi hanno rivelato che la frazione di massa relativa delle due reti potrebbe essere regolata per regolare la stampabilità della resina e le prestazioni meccaniche.

Ad esempio, è stato riscontrato che l’aumento del carico della rete di condensazione migliora notevolmente la resistenza alla trazione della parte finale, da 0,008 MPa nella parte “verde” a 0,92 MPa. Sfruttando quattro diversi materiali in gomma a base di stagno, il team ha quindi sperimentato la modifica del materiale di base nel DN per regolarne le caratteristiche meccaniche.

Il nuovo silicone del team congiunto potrebbe essere utilizzato per creare un modello chirurgico oltre ai dispositivi indossabili. Immagine tramite il diario di comunicazione della natura.
In futuro, il nuovo silicone per stampa 3D del team congiunto potrebbe essere utilizzato per creare modelli chirurgici oltre ai dispositivi indossabili. Immagine tramite il diario di comunicazione della natura.
È emerso un regime simile di miscele stampabili, ognuna con una viscosità sufficientemente bassa da consentire la stampa 3D SLA. I materiali a base di stagno tendevano a dominare la miscela, fornendo un livello di resistenza più elevato, mentre l’integrazione di elastomeri forniva prestazioni più personalizzabili attraverso diverse densità di reticolazione. Per dimostrare le applicazioni della loro nuova rete polimerica nei modelli chirurgici, il team ha successivamente creato un cuore vuoto stampato in 3D.

Sebbene la replica cardiaca non fosse in grado di replicare completamente le complesse prestazioni meccaniche del tessuto naturale, possedeva un modulo elastico simile a quello della sua controparte biologica. Di conseguenza, il silicone del team congiunto potrebbe essere utilizzato in futuro da chirurghi in formazione per esercitarsi nelle procedure. La combinazione della flessibilità e della forza del DN ha anche permesso al team di creare un guanto ortotico con quattro attuatori pneumatici stampati in 3D.

Non solo il dispositivo consentiva una manipolazione abile, ma le strutture legate hanno continuato a sopravvivere a centinaia di cicli di movimento per più di dieci mesi di utilizzo. Secondo il team, il loro guanto si era dimostrato così robusto che i suoi morbidi attuatori potevano essere integrati in altri indumenti, producendo un nuovo tipo di dispositivo robotico morbido indossabile.

Con Facebook Connect a solo una settimana di distanza, i tempestivi progressi del team nella robotica morbida potrebbero ancora avere un ruolo nel futuro della realtà virtuale.

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