Das 3D

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein lötfreies Steckbrett vorgestellt, das speziell für Wearables entwickelt wurde: das FlexBoard, das genau das tut, was sein Name vermuten lässt, und sich so verbiegt, dass es sich nahezu jeder Oberflächenform anpasst.

„Eine grundlegende Entwicklung in unserer modernen Welt besteht darin, dass wir überall und jederzeit mit digitalen Inhalten interagieren können, was durch allgegenwärtige interaktive Geräte ermöglicht wird. FlexBoard unterstützt das Design dieser Geräte, indem es eine vielseitige und schnelle Interaktions-Prototyping-Plattform ist“, erklärt Co-Autor Michael Wessely, Assistenzprofessor, über die Arbeit des Teams. „Unsere Plattform ermöglicht es Designern außerdem, schnell verschiedene Konfigurationen von Sensoren, Displays und anderen interaktiven Komponenten zu testen, was zu schnelleren Produktentwicklungszyklen und benutzerfreundlicheren und zugänglicheren Designs führen könnte.“

Wie jedes andere lötfreie Steckbrett ermöglicht ein FlexBoard dem Benutzer, Komponenten nach Belieben einzusetzen und zu entfernen, ohne sie an ihren Platz löten oder verdrahten zu müssen. Im Gegensatz zu Konkurrenzdesigns können sich die FlexBoards jedoch biegen, um sich an gekrümmte Oberflächen – wie die menschliche Hand oder den Arm – anzupassen, indem sie ein 3D-gedrucktes „lebendes Scharnier“-Muster verwenden, um jedes Teil mit seinen Nachbarn zu verbinden.

Das Kernkonzept von FlexBoards ist CurveBoards sehr ähnlich, einem weiteren MIT-Forschungsvorhaben, das bereits im März 2020 vorgestellt wurde und das die Prototypenerstellung elektronischer Schaltkreise für Wearables oder ungewöhnlich geformte Geräte erleichtern soll. Während die Form eines CurveBoards jedoch zum Zeitpunkt der Herstellung festgelegt wird, sind die FlexBoards wirklich flexibel – sodass sie zu jedem Zeitpunkt des Prototyping-Prozesses neu positioniert oder ihre Form geändert werden können.

„Beim Entwerfen neuer interaktiver Geräte, Benutzeroberflächen oder der meisten elektronischen Produkte behandeln wir die Objektform und die elektronischen Funktionen normalerweise als zwei separate Aufgaben, was es schwierig macht, den Prototyp in seiner Nutzungsumgebung in einem frühen Stadium zu testen, und dazu führen kann „In Zukunft wird es Probleme bei der Integration geben“, behauptet Co-Autor Junyi Zhu. „FlexBoards geht diese Probleme mit verbesserten, wiederverwendbaren flexiblen Steckbrettern an, die die aktuelle Pipeline für das Prototyping interaktiver Geräte beschleunigen und eine neue und wertvolle Prototyping-Plattform für die Low-Power-Elektronikdesign- und Heimwerker-Community bieten.“

Um das Konzept zu beweisen, stellte das Team eine Reihe von Demonstrationen des FlexBoard-gestützten Prototypings zusammen, die mit herkömmlichen Steckbrettdesigns schwierig wären: Hinzufügen von Sensoren und LEDs zu Kettlebells, um die Form des Benutzers zu überwachen und während des Trainings Feedback zu geben; ein Kollisionswarnsystem, das den Virtual-Reality-Controllern hinzugefügt wurde; und tragbare Handschuhe, die die Geste des Benutzers erfassen können, um sie wiederum in die virtuelle Realität einzuspeisen. Die FlexBoards wurden ohne Schaden auf 1.000 Biegungen getestet und können zur Wiederverwendung von Prototypenobjekten abgenommen werden, sagen die Forscher.

Derzeit ist der Bau eines FlexBoards jedoch ein sehr langsamer Prozess: Der Kunststoffteil wird 3D-gedruckt, was die Massenproduktion erschwert, und die elektrischen Kontakte müssen von Hand zusammengebaut werden.

Das Team präsentierte seine Arbeit auf der CHI-Konferenz 2023 zu Human Factors in Computing Systems. Alle Einzelheiten sind auf der Projektwebsite verfügbar, zusammen mit einer Kopie des Papiers unter Open-Access-Bedingungen.