Невидимые машиночитаемые метки, которые идентифицируют и отслеживают объекты

Команда Массачусетского технологического института разрабатывает теги с 3D-печатью для классификации и хранения данных о физических объектах.

Смотрите Видео

Стив Надис

MIT CSAIL

Дата публикации

28 января 2022 года

ЗАПРОСЫ ПРЕССЫ

Подпись

Ученые Массачусетского технологического института создали пользовательский интерфейс, который облегчает интеграцию обычных тегов (QR-кодов или маркеров ArUco, используемых для дополненной реальности) с геометрией объекта, чтобы сделать их 3D-печатаемыми в виде инфракрасных тегов.

Реквизиты

Фотографии любезно предоставлены MIT CSAIL.

Если вы скачиваете музыку онлайн, вы можете получить сопутствующую информацию, встроенную в цифровой файл, которая может сообщить вам название песни, ее жанр, избранных исполнителей на данном треке, композитора и продюсера. Аналогичным образом, если вы загружаете цифровую фотографию, вы можете получить информацию, которая может включать время, дату и место, в котором был сделан снимок. Это заставило Мустафу Дога Догана задуматься, могут ли инженеры сделать что-то подобное для физических объектов. “Таким образом, - размышлял он, - мы могли бы быстрее и надежнее получать информацию, прогуливаясь по магазину, музею или библиотеке”.

Идея, поначалу, была немного абстрактной для Догана, аспиранта 4-го курса факультета электротехники и компьютерных наук Массачусетского технологического института. Но его мышление укрепилось во второй половине 2020 года, когда он услышал о новой модели смартфона с камерой, которая использует инфракрасный (ИК) диапазон электромагнитного спектра, который невооруженным глазом не воспринимается. Кроме того, инфракрасный свет обладает уникальной способностью видеть сквозь определенные материалы, непрозрачные для видимого света. Догану пришло в голову, что эта функция, в частности, может быть полезна.

Концепция, которую он с тех пор придумал — работая с коллегами в Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) и ученым — исследователем в Facebook, - называется InfraredTags. Вместо стандартных штрих-кодов, прикрепленных к продуктам, которые со временем могут быть удалены или отсоединены или стать нечитаемыми иным образом, эти метки незаметны (из-за того, что они невидимы) и гораздо более долговечны, учитывая, что они встроены в интерьер объектов, изготовленных на стандартных 3D-принтерах.

Воспроизведение видео

В прошлом году Доган потратил пару месяцев, пытаясь найти подходящую разновидность пластика, через который может проходить инфракрасный свет. Он должен быть выполнен в виде катушки с нитью накала, специально разработанной для 3D-принтеров. После тщательных поисков он наткнулся на индивидуальные пластиковые нити, изготовленные небольшой немецкой компанией, которые казались многообещающими. Затем он использовал спектрофотометр в лаборатории материаловедения Массачусетского технологического института для анализа образца, где обнаружил, что он непрозрачен для видимого света, но прозрачен или полупрозрачен для ИК — излучения-именно те свойства, которые он искал.

Следующим шагом было поэкспериментировать с методами изготовления тегов на принтере. Один из вариантов состоял в том, чтобы создать код, вырезав крошечные воздушные зазоры — прокси для нулей и единиц — в слое пластика. Другим вариантом, предполагающим, что доступный принтер может справиться с этим, было бы использование двух видов пластика, один из которых пропускает инфракрасный свет, а другой, на котором написан код, непрозрачен. Подход с двумя материалами предпочтительнее, когда это возможно, потому что он может обеспечить более четкий контраст и, следовательно, его легче читать с помощью ИК-камеры.

Сами теги могут состоять из знакомых штрих-кодов, которые представляют информацию в линейном одномерном формате. Двумерные параметры, такие как квадратные QR-коды (обычно используемые, например, на возвратных этикетках) и так называемые маркеры ArUco (доверительные), потенциально могут вместить больше информации в ту же область. Команда MIT разработала программный “пользовательский интерфейс”, который точно определяет, как должен выглядеть тег и где он должен отображаться в конкретном объекте. Несколько тегов могут быть размещены на одном и том же объекте, фактически облегчая доступ к информации в случае, если просмотр под определенными углами затруднен.

“Инфракрасные метки-это действительно умный, полезный и доступный подход к встраиванию информации в объекты”, - комментирует Фрейзер Андерсон, старший научный сотрудник Технологического центра Autodesk в Торонто, Онтарио. “Я легко могу представить себе будущее, в котором вы можете направить стандартную камеру на любой объект, и она даст вам информацию об этом объекте — где он был изготовлен, используемые материалы или инструкции по ремонту — и вам даже не придется искать штрих-код”.

Доган и его сотрудники создали несколько прототипов в этом направлении, в том числе кружки со штрих-кодами, выгравированными на стенках контейнера под 1-миллиметровой пластиковой оболочкой, которую можно считывать ИК-камерами. Они также создали прототип маршрутизатора Wi-Fi с невидимыми тегами, которые отображают имя сети или пароль, в зависимости от точки зрения, с которой он просматривается. Они сделали дешевый игровой контроллер в форме колеса, который полностью пассивен, без каких-либо электронных компонентов. Внутри него просто есть штрих-код (маркер ArUco). Игрок просто поворачивает колесо по часовой стрелке или против часовой стрелки, и недорогой (20 долларов) Затем ИК-камера может определить свою ориентацию в пространстве.

В будущем, если подобные метки получат широкое распространение, люди смогут использовать свои мобильные телефоны для включения и выключения света, регулировки громкости динамика или регулирования температуры на термостате. Доган и его коллеги изучают возможность добавления ИК-камер в гарнитуры дополненной реальности. Он представляет, как однажды будет ходить по супермаркету в таких наушниках и мгновенно получать информацию об окружающих его продуктах — сколько калорий содержится в отдельной порции и каковы некоторые рецепты ее приготовления?

Каан Акшит, адъюнкт-профессор компьютерных наук в Университетском колледже Лондона, видит большой потенциал для этой технологии. “Индустрия маркировки и маркировки-это огромная часть нашей повседневной жизни”, - говорит Акшит. “Все, что мы покупаем в продуктовых магазинах, вплоть до деталей, подлежащих замене в наших устройствах (например, аккумуляторы, схемы, компьютеры, автомобильные запчасти), должно быть правильно идентифицировано и отслежено. Работа Доги решает эти проблемы, предоставляя невидимую систему маркировки, которая в основном защищена от песков времени”. И поскольку футуристические понятия, такие как метавселенная, становятся частью нашей реальности, Акшит добавляет: “Механизм маркировки и маркировки Doga может помочь нам взять с собой цифровую копию предметов, когда мы исследуем трехмерные виртуальные среды”.

Статья“Инфракрасные метки: Встраивание невидимых AR-маркеров и штрих-кодов в объекты с использованием недорогих инструментов 3D-печати и визуализации на основе инфракрасного излучения” будет представлена на конференции ACM CHI по человеческим факторам в компьютерных системах в Новом Орлеане этой весной и будет опубликована в сборнике материалов конференции.

Соавторами Догана в этой статье являются Ахмад Така, Майкл Лу, Юний Чжу, Акшат Кумар и Стефани Мюллер из MIT CSAIL; и Аакар Гупта из Facebook Reality Labs в Редмонде, штат Вашингтон.

Эта работа была поддержана исследовательской стипендией Фонда Альфреда П. Слоана. Корпорация Dynamsoft предоставила лицензию на бесплатное программное обеспечение, которая облегчила это исследование.

ПОДЕЛИТЕСЬЭТОЙ НОВОСТНОЙ СТАТЬЕЙ НА:

БУМАГА

Статья: "Инфракрасные метки: Встраивание невидимых AR-маркеров и штрих-кодов С использованием недорогих инструментов 3D-печати и визуализации на основе инфракрасного излучения "

Невидимые машиночитаемые метки, которые идентифицируют и отслеживают объекты

ПОДЕЛИТЕСЬЭТОЙ НОВОСТНОЙ СТАТЬЕЙ НА:

БУМАГА

УПОМИНАНИЯ В ПРЕССЕ

Популярная наука

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

СВЯЗАННЫЕ ТЕМЫ

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ