Peneliti di MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory dan Tianjin University telah mengembangkan X-Hinges, sebuah alat desain yang membantu pengguna mencetak objek 3D dengan sensor bawaan dan pelacakan gerak yang lebih presisi. Perangkat lunak ini dirancang untuk membuat benda sehari-hari lebih interaktif dengan menanamkan bahan berbeda untuk sensor dan jalur seperti kabel, mengurangi interferensi, dan memungkinkan objek cetak merasakan gerakan ke lebih dari satu arah.
Fakta utama
- X-Hinges secara otomatis menyematkan dua material berbeda: satu untuk sensor dan satu untuk jalur seperti kabel.
- Perangkat lunak ini mendukung hingga tiga sumbu gerak: menekan, naik-turun, dan geser ke samping.
- Para peneliti menggunakan alat ini untuk membuat sarung tangan yang mengajari robot cara menggenggam balok.
- Mereka juga membuat lampu bergaya origami yang berubah terang ketika dijepit tertutup.
- Karya ini akan dipresentasikan di ACM Symposium on User Interface Software and Technology pada awal November.
Apa arti X-Hinges bagi mahasiswa dan peneliti?
Bagi mahasiswa dan peneliti di bidang robotika, interaksi manusia-komputer, dan fabrikasi digital, X-Hinges menunjukkan cara membangun objek interaktif yang dapat merasakan gerakan saat dicetak 3D. Alat ini dirancang untuk membantu pembuat membuat perangkat seperti sarung tangan, lampu, mainan, dan sistem deteksi yang merespons secara real time tanpa bergantung pada pemrosesan tambahan atau sensor tempelan.
Riset ini sangat relevan untuk proyek yang membutuhkan data gerak akurat dari objek yang dapat berubah bentuk. Tim mengatakan perangkat lunak ini dapat mendukung gerakan berbeda dalam satu benda dan menempatkan sensor di titik tempat objek menekuk, seperti pada sendi. Hal itu penting untuk aplikasi seperti sarung tangan genggam robot, ketika gerakan jari yang ditangkap harus dikirim dengan cepat dan andal ke perangkat lain.
Para peneliti juga mencatat satu kendala praktis: kalibrasi. Karena setiap hasil cetak bisa sedikit berbeda, dua perangkat yang tampak sama belum tentu menghasilkan pembacaan sensor yang identik. Untuk mengatasinya, tim membangun sistem visi komputer yang dapat mengkalibrasi ulang keluaran agar data selaras di antara perangkat yang serupa.
Bagaimana cara kerja X-Hinges?
X-Hinges memungkinkan pengguna merangkai objek dengan memilih dan menghubungkan bentuk, lalu menentukan bagaimana bagian-bagiannya bergerak. Perangkat lunak ini kemudian menanamkan material konduktif dengan cara yang bertujuan memisahkan sinyal sensor dari sinyal jalur, yang menurut para peneliti membantu menghindari interferensi yang bisa membuat perangkat sulit diinterpretasikan.
Alat ini mendukung bentuk kustom serta opsi silinder, persegi panjang, dan garis tipis. Alat ini juga memungkinkan desainer menentukan gerak di tiga sumbu, yang berbeda dari pendekatan sebelumnya yang sering hanya mendukung satu sumbu. Dalam contoh yang dijelaskan peneliti, fleksibilitas itu membantu membuat pengontrol berbentuk hiu kartun dengan ekor yang bergerak naik-turun dan lampu yang bereaksi terhadap cubitan pengguna.
Mengapa interferensi sinyal menjadi masalah?
Masalah ini muncul karena sensor dan jalur biasanya dibuat dari material yang sama, sehingga sinyal keduanya bisa terlalu mirip untuk dipisahkan dengan jelas. Para peneliti membandingkan tantangan itu dengan mendengar dua stasiun radio sekaligus. Dalam praktiknya, hal tersebut dapat mencegah sistem membaca dengan benar bagaimana seseorang bergerak atau memegang suatu objek.
Dengan membagi fungsi sensor dan pengkabelan ke material yang berbeda, X-Hinges dimaksudkan untuk mempertahankan sinyal sensor yang lebih kuat dan meningkatkan kemampuan perangkat membaca gerakan. Pendekatan ini berguna untuk objek yang perlu merespons sentuhan, tekukan, atau penempatan benda di atasnya secara akurat.
Perangkat apa saja yang dibuat para peneliti?
Menggunakan X-Hinges, tim membuat beberapa prototipe yang menunjukkan ragam kemungkinan penggunaan. Satu sarung tangan dapat mengajari robot cara menggenggam balok dengan merekam gerakan sendi jari dan mengirimkan informasi itu ke tangan humanoid. Contoh lain adalah lampu kecil yang merasakan saat dijepit tertutup dan mengubah kecerahannya sebagai respons.
Para peneliti juga menggunakan perangkat lunak itu untuk membuat sistem yang dapat mengidentifikasi objek yang diletakkan di atasnya. Dalam contoh yang dijelaskan dalam karya itu, sebuah pisang dikenali dari data taktil hampir seketika. Tim mengatakan sistem pendeteksian objek semacam ini bisa berguna di tempat seperti bandara dan toko bahan makanan.
Apa langkah berikutnya untuk teknologi ini?
Para peneliti mengatakan mereka ingin menggabungkan aktuasi dan sensing dalam satu hasil cetak 3D, alih-alih menambahkan sensor setelah objek dibuat. Itu akan memperluas pekerjaan sebelumnya tentang mekanisme berbasis tendon yang dicetak dan dapat mendukung platform kecerdasan terwujud yang baru.
Untuk saat ini, tantangan utama adalah membuat kalibrasi lebih mulus di antara salinan cetak dari objek yang sama. Sistem saat ini menggunakan visi komputer untuk menyelaraskan keluaran, dan para peneliti berharap dapat membangun mekanisme pengkalibrasian ulang sinyal langsung ke dalam proses desain pada pekerjaan berikutnya.
