Vers un prototypage plus flexible et plus rapide des appareils électroniques

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Que vous soyez un nouvel employé, un gymnaste ou un fabricant de pailles flexibles, une qualité est idéale dans tous les domaines : la flexibilité. On peut désormais en dire autant du prototypage d'appareils électroniques. Alors que les concepteurs testent généralement leurs conceptions sur des « planches à pain » ou de fines cartes en plastique pouvant contenir des composants électroniques, elles sont souvent rigides et lentes. En gardant à l’esprit la rigidité de ces structures électroniques, les chercheurs du MIT ont développé « FlexBoard », une maquette flexible qui permet le prototypage rapide d’objets avec des capteurs, des actionneurs et des écrans interactifs sur des surfaces courbes et déformables, comme un ballon ou des vêtements.

Pour illustrer la polyvalence de la plateforme sur différents objets, les chercheurs l'ont testée sur des kettlebells, des manettes de jeux vidéo et des gants, constatant que les capteurs et les écrans peuvent se fixer aux composants électroniques de chacune de ses charnières. L'équipe a ajouté des capteurs et des LED aux kettlebells, qui ont réussi à détecter si les utilisateurs appliquaient la bonne forme à leurs entraînements de swing. À son tour, l'écran indiquait du rouge si l'exécution était incorrecte, ou du vert si elle était exécutée correctement, ainsi que le nombre de répétitions. À l’avenir, la plateforme pourrait améliorer les routines de remise en forme en fournissant ces commentaires.

La conception de la planche à pain est constituée d'un plastique fin qui relie deux pièces du même matériau pour améliorer la flexibilité. Ce « modèle de charnière vivante » se retrouve dans les bouchons des bouteilles de condiments et dans le dos des boîtiers de disques en plastique, qui maintiennent ensemble les composants électroniques de FlexBoard. Le design peut être reproduit par une imprimante 3D disponible dans le commerce, fabriquant des FlexBoards qui peuvent être cousus à un article ou fixés à l'aide de colle époxy ou de bande Velcro.

Cette conception pratique ouvre la porte à des interfaces personnalisables plus rapidement. "Un développement fondamental dans notre monde moderne est que nous pouvons interagir avec le contenu numérique partout et à tout moment, ce qui est possible grâce à des appareils interactifs omniprésents", déclare l'auteur de la recherche Michael Wessely, récemment postdoctorant au Laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT (CSAIL). qui est maintenant professeur adjoint à l'Université d'Aarhus. « FlexBoard prend en charge la conception de ces appareils en étant une plateforme de prototypage d'interaction polyvalente et rapide. Notre plateforme permet également aux concepteurs de tester rapidement différentes configurations de capteurs, d'écrans et d'autres composants interactifs, ce qui pourrait conduire à des cycles de développement de produits plus rapides et à des conceptions plus conviviales et accessibles.

FlexBoard peut également améliorer les jeux de réalité virtuelle grâce à des contrôleurs et des gants. L'équipe a installé un système d'avertissement de collision sur les contrôleurs, alertant les joueurs portant un casque VR lorsqu'ils risquent de heurter leur environnement. Des capteurs et des moteurs ont été ajoutés aux gants déformables pour capturer les gestes, influençant ainsi les interactions des joueurs dans le jeu.

Chaque planche à pain est réutilisable et adhésive, ce qui signifie qu'elle peut résister à des flexions répétées vers le haut et vers le bas tout en restant entièrement attachée aux prototypes sur lesquels elles ont été testées. Wessely et l'équipe ont évalué la durabilité de FlexBoard en le pliant 1 000 fois, notant que les planches à pain restaient entièrement fonctionnelles sans se casser par la suite. Cette flexibilité bidirectionnelle permet à la plate-forme de se fixer à des objets aux designs incurvés, faisant de FlexBoard une plate-forme de prototypage pratique pour les fabricants expérimentant différents matériels pour créer de nouveaux objets électroniques.

Les utilisateurs peuvent couper les longues bandes de la planche à pain en segments plus petits pour des éléments plus petits, ou plusieurs peuvent être attachées au prototype sur des objets plus grands. Par exemple, plusieurs FlexBoards pourraient être enroulés autour d'une raquette de tennis, élargissant ainsi la portée de détection des capteurs lors de la lecture de la vitesse d'une volée.

L'adaptabilité de la plateforme à différentes surfaces peut rationaliser le processus de prototypage électronique. « Lors de la conception de nouveaux dispositifs interactifs, d'interfaces utilisateur ou de la plupart des produits électroniques, nous traitons généralement la forme de l'objet et les fonctions électroniques comme deux tâches distinctes, ce qui rend difficile le test du prototype dans son environnement d'utilisation à un stade précoce et peut conduire à des problèmes d'intégration plus tard », ajoute Junyi Zhu, doctorant au MIT en génie électrique et informatique et affilié au CSAIL. « Les FlexBoards résolvent ces problèmes grâce à des planches à pain flexibles améliorées et réutilisables, qui accélèrent le pipeline actuel de prototypage d'appareils interactifs et fournissent une nouvelle et précieuse plate-forme de prototypage pour la communauté de la conception électronique à faible consommation et du bricolage.