MIT團隊開發隱形3D打印的機器可讀標籤 可識別和追蹤物體

麻省理工學院(MIT)的一個團隊開發了3D打印的標籤,用於分類和存儲物理對象的數據。如果你在網上下載音樂,你可以得到嵌入到數字文件中的附帶信息,這些信息可能會告訴你歌曲的名稱,它的類型,特定曲目中的特色藝術家,作曲家和製作人。同樣,如果你下載一張數字照片,你可以獲得的信息可能包括拍攝照片的時間、日期和地點。這導致 Mustafa Doga Dogan想知道工程師是否可以為實物做類似的事情。他想:“這樣,當我們在商店、博物館或圖書館里走動時,可以更快、更可靠地通知自己。”

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起初,這個想法對麻省理工學院電子工程和計算機科學系四年級的博士生Dogan來說有點抽象。但他的想法在2020年下半年得到了鞏固,當時他聽說一種新的智能手機型號,其攝像頭利用了肉眼無法感知的電磁波譜的紅外(IR)範圍。此外,紅外光有一種獨特的能力,可以看穿某些對可見光不透明的材料。Dogan想到,這一特性尤其可能是有用的。

他與麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)的同事和Facebook的一位研究科學家合作,提出了一個概念,叫做InfraredTags。這些標籤取代了貼在產品上的標準條形碼,後者可能會隨着時間的推移而被移除或分離或變得不可讀,而這些標籤不顯眼(因為它們是隱形的),而且更耐用,因為它們被嵌入在用標準3D打印機製造的物體內部。

去年,Dogan花了幾個月的時間,試圖找到一種合適的、紅外光可以通過的塑料品種。它必須以專門為3D打印機設計的線軸的形式出現。經過廣泛的搜索,他發現由一家小型德國公司生產的定製塑料長絲似乎很有希望。然後,他使用麻省理工學院材料科學實驗室的分光光度計分析了一個樣品,發現它對可見光不透明,但對紅外光透明或半透明–這正是他所尋求的特性。

下一步是試驗在打印機上製作標籤的技術。一種選擇是通過在一層塑料中刻出微小的空氣間隙–零和一的替代物–來產生代碼。另一個方案是,假設現有的打印機可以處理它,那就是使用兩種塑料,一種是可以發射紅外光的,另一種是不透明的–上面刻有代碼。在可能的情況下,雙材料的方法是最好的,因為它可以提供更清晰的對比度,因此可以更容易地用紅外相機讀取。

標籤本身可以由熟悉的條形碼組成,它以線性、一維的形式呈現信息。二維選項–如方形二維碼(通常用於退貨標籤)和所謂的ArUco(靶標)標記–可能會在相同的區域內包含更多信息。麻省理工學院的團隊已經開發了一個軟件“用戶界面”,可以準確地指定標籤應該是什麼樣子,以及它應該出現在一個特定物體的什麼地方。事實上,多個標籤可以放置在同一個物體中,在某些角度的視線受阻的情況下,可以方便地獲取信息。

位於安大略省多倫多市的歐特克技術中心的高級首席研究科學家Fraser Anderson評論說:“InfraredTags是一種真正聰明、有用和可利用的將信息嵌入物體的方法。我可以很容易地想象,在未來,你可以用一個標準的相機對準任何物體,它就會給你關於這個物體的信息–它是在哪裡製造的,使用的材料,或維修說明–你甚至不必去尋找條形碼。”

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