Disse tags gør hverdagsgenstande til smarte, tilsluttede enheder

Ingeniører har udviklet metalmærker, der kan udskrives, som kan fastgøres til hverdagsgenstande og gøre dem til "smarte" Internet of Things-enheder.

Metalmærkerne er fremstillet af mønstre af kobberfolie trykt på tynde, fleksibel, papirlignende substrater og er lavet til at afspejle WiFi-signaler. Mærkerne fungerer i det væsentlige som "spejle", der reflekterer radiosignaler fra en WiFi-router. Når en brugers finger rører ved disse spejle, det forstyrrer de reflekterede WiFi -signaler på en sådan måde, at der kan føles eksternt af en WiFi -modtager, som en smartphone.

Mærkerne kan klæbes på almindelige objekter, som folk rører ved og interagerer med hver dag, som vandflasker, vægge eller døre. Disse almindelige genstande bliver så i det væsentlige smarte, tilsluttede enheder, der kan signalere en WiFi-enhed, når en bruger interagerer med dem. Mærkerne kan også laves om til tynde tastaturer eller kontrolpaneler til smarte hjem, der kan bruges til at fjernstyre WiFi-forbundne højttalere, smarte lys og andre Internet of Things-apparater.

"Vores vision er at udvide Internet of Things til at gå ud over blot at forbinde smartphones, smartwatches og andre avancerede enheder, " sagde seniorforfatter Xinyu Zhang, en professor i elektrisk og computerteknik ved UC San Diego Jacobs School of Engineering og medlem af Center for Wireless Communications ved UC San Diego. "Vi udvikler billige, batterifri, chipless, printbare sensorer, der kan inkludere hverdagsgenstande som en del af Internet of Things."

Zhangs team kaldte teknologien "LiveTag." Disse metalmærker er designet til kun at afspejle specifikke signaler inden for WiFi-frekvensområdet. Ved at ændre den type materiale, de er lavet af, og det mønster, de er trykt i, forskerne kan omdesigne taggene, så de afspejler enten Bluetooth, LTE eller cellulære signaler.

Mærkerne har ingen batterier, silicium chips, eller eventuelle diskrete elektroniske komponenter, så de kræver næsten ingen vedligeholdelse - ingen batterier skal skiftes, ingen kredsløb at rette.

Holdet præsenterede deres arbejde på det nylige USENIX-symposium om netværkssystemers design og implementeringskonference.

Smart tagging

Som et bevis på konceptet, forskerne brugte LiveTag til at skabe en papirtynd musikafspiller-controller komplet med en play/pause-knap, knap til næste spor og skydebjælke til indstilling af lydstyrken. Knapperne og skydestangen består hver af mindst ét ​​metalmærke, så berøring af en af ​​dem sender signaler til en WiFi-enhed. Forskerne har indtil videre kun testet LiveTag-musikafspillerens controller til at fjernudløse en WiFi-modtager, men de forestiller sig, at den ville være i stand til at fjernstyre WiFi-tilsluttede musikafspillere eller højttalere, når den er forbundet til en væg, sofa armlæn, tøj, eller anden almindelig overflade.

Forskerne tilpassede også LiveTag som en hydreringsmonitor. De fastgjorde den til en vandflaske af plast og viste, at den kunne bruges til at spore en brugers vandindtag ved at overvåge vandstanden i flasken. Vandet indeni påvirker mærkets respons på samme måde som en fingerberøring ville – så længe flasken ikke er lavet af metal, hvilket ville blokere signalet. Mærket har flere resonatorer, der hver bliver detuneret ved et bestemt vandniveau. Forskerne forestiller sig, at mærket kunne bruges til at levere påmindelser til en brugers smartphone for at forhindre dehydrering.

Fremtidige ansøgninger

På et bredere plan, Zhang forestiller sig at bruge LiveTag-teknologi til at spore menneskelig interaktion med hverdagsgenstande. For eksempel, LiveTag kan potentielt bruges som en billig måde at vurdere helbredelsen af ​​patienter, der har lidt af slagtilfælde.

"Når patienter vender hjem, de kunne bruge denne teknologi til at give data om deres motoriske aktivitet baseret på, hvordan de interagerer med hverdagsgenstande derhjemme – uanset om de åbner eller lukker døre på normal vis, eller hvis de er i stand til at hente flasker med vand, for eksempel. Beløbet, intensitet og hyppighed af deres aktiviteter kunne logges og sendes til deres læger for at evaluere deres helbredelse, " sagde Zhang. "Og dette kan alt sammen gøres i komfort i deres eget hjem i stedet for at skulle blive ved med at gå tilbage til klinikken for hyppige motoriske aktivitetstests, " han tilføjede.

Et andet eksempel er at mærke produkter i detailbutikker og vurdere kundernes interesse ud fra, hvilke produkter de rører ved. I stedet for at bruge kameraer, butikker kunne bruge LiveTag som et alternativ, der giver kunderne mere privatliv, sagde Zhang.

Næste skridt

Forskerne bemærker flere begrænsninger ved teknologien. LiveTag kan i øjeblikket ikke fungere med en WiFi-modtager længere væk end en meter (tre fod) væk, så forskere arbejder på at forbedre tagfølsomheden og detektionsområdet. Ultimativt, teamet sigter mod at udvikle en måde at lave mærkerne ved hjælp af normalt papir og blækudskrivning, hvilket ville gøre dem billigere at masseproducere.