电子设计工具使交互式对象变形

MorphSensor允许用户在一个集成空间中以数字方式建模对象的形式和电子功能。自从第一个3D打印产品通过洗眼杯问世以来，我们已经走了很长一段路，到现在能够快速制造汽车零件， 乐器甚至生物 组织和类器官等东西。

麻省理工学院的一个团队使用MorphSensor设计了多种应用程序，包括一副监测光吸收以保护眼睛健康的眼镜。照片由研究人员/麻省理工学院提供

尽管其中许多对象可以自由设计和快速制作，但是要添加嵌入诸如传感器，芯片和标签之类的电子产品通常需要您分别设计两者，从而难以创建易于与附加功能集成的项目。形成。

现在，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL)提供的3D设计环境 使用户可以在一个紧密的空间中迭代对象的形状和电子功能，从而将现有的传感器添加到早期原型中。

该团队通过对N95面罩，湿度传感器，温度感应环和可监控光吸收以保护眼睛健康的眼镜进行建模，从而测试了称为MorphSensor的系统。

MorphSensor会自动将电子设计转换为3D模型，然后让用户迭代几何形状并操纵主动感应部件。这看起来像是一对AirPods和一个传感器模板的2D图像，在这里人们可以编辑设计，直到将传感器嵌入，打印并粘贴到物品上。

为了测试MorphSensor的有效性，研究人员根据标准的工业装配和测试程序进行了评估。数据显示，对于模拟和数字传感器，MorphSensor都可以匹配现成的传感器模块，且误差范围很小。

该团队还使用MorphSensor对具有湿度传感器的N95面罩进行建模。照片由研究人员/麻省理工学院提供

CSAIL说：“ MorphSensor符合我对“快速功能原型”的长期看法，其目标是创建交互式对象，使功能直接与表单集成在一起并一次性制造，甚至对于非专业用户也是如此。”博士生朱俊义，有关该项目的新论文的主要作者。“这提供了一个希望，即在进行原型制作时，对象形式可以遵循其指定的功能，并且该功能可以适应其物理形式。”

想象一下，您可以拥有自己的设计实验室，而无需购买新产品，而可以使用一个用于设计和硬件的单一系统，以经济高效的方式更新自己的产品。

例如，假设您要更新面罩以监视周围的空气质量。使用MorphSensor，用户首先要从MorphSensor的数据库或在线开源文件中设计或导入3D面罩模型和传感器模块。然后，系统将生成一个3D模型，其中包含各个电子组件(在它们之间连接有电线)并进行颜色编码以突出显示活动的感应组件。

然后，设计人员可以将电子组件直接拖放到面罩上，并根据设计需要旋转它们。作为最后一步，用户使用系统指导将电路上的物理导线拉到希望它们出现的设计上。

一旦对设计满意，就可以使用喷墨打印机和导电胶带快速制造“变形传感器”，因此它可以粘附到物体上。用户还可以将设计外包给专业的制造厂。

为了测试他们的系统，该团队反复使用EarPods进行睡眠跟踪，设计和制造仅用了45分钟。他们还通过将温度传感器与环的几何形状集成在一起，更新了“天气感知”环以提供天气建议。此外，他们操纵了N95面罩来监视其基板污染情况，从而在需要更换面罩时能够提醒用户。

以当前形式，MorphSensor通过突出显示哪些组件有助于实际感应，帮助设计人员始终保持电路的连通性。但是，该团队指出，进一步扩展这套支持工具将是有益的，因为将来的版本可能会将多个传感器模块的电气逻辑合并在一起，从而消除多余的组件和电路并节省空间(或保留对象形式)。

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