En teknologi til indlejring af data i trykte objekter

Et hold fra Nara Institute of Science and Technology (NAIST), sammensat af ph.d. Studerende Arnaud Delmotte, Professor Yasuhiro Mukaigawa, Lektor Takuya Funatomi, Adjunkt Hiroyuki Kubo, og adjunkt Kenichiro Tanaka, har udviklet en ny metode til at indlejre information i et 3-D-printet objekt og hente det ved hjælp af en forbrugerdokumentscanner. Information såsom et seriel ID kan indlejres uden at ændre formen på objektet, og kan ganske enkelt udtrækkes fra et enkelt billede af en kommercielt tilgængelig dokumentscanner.

Der er flere teknologier til 3D-print, men det mest almindeligt anvendte består i at afsætte lag af smeltet plast oven på hinanden. Denne metode er kendt som Fused Deposition Modeling (FDM). Generelt, plastaflejring udføres med lag af konstant tykkelse. Imidlertid, i den foreslåede metode, par af lodret tilstødende lag vælges, og deres tykkelsesbalance ændres i henhold til den information, der skal indlejres. Denne modifikation af tykkelsesbalancen har ringe effekt på objektets ydre form.

Derudover tykkelsen af ​​de udskrevne lag kan måles præcist ved at scanne objektet med en dokumentscanner. Den udviklede metode giver mulighed for detektering af ændringer i lagtykkelse og udtrækning af den indlejrede information.

Resultaterne af denne forskning blev offentliggjort i det internationale akademiske tidsskrift IEEE-transaktioner på multimedier (TMM) den 25. december, 2019.

Baggrund og formål:

"Digital vandmærke" er en teknologi, der integrerer information i digitalt indhold såsom billeder, lyd, video, og 3-D modeller. Nogle metoder, stregkode og QR-kode, indlejre information på en synlig måde. Andre metoder indlejrer det skjult, med de yderligere oplysninger, der er skjult i indholdet og ikke kan opfattes af brugeren. Siden 2010 har 3-D printteknologi har i stigende grad vundet popularitet, fører til en voksende interesse for vandmærketeknologi til 3D-printede objekter. I denne forskning, vi foreslog en ny metode til at indlejre et vandmærke under udskrivning af et objekt, og vi fokuserede på at minimere forvrængning på den ydre form for at forhindre forstyrrelse af objektets oprindelige funktion.

Egenskaber:

Der er flere teknologier til 3D-print. Blandt dem, Fused Deposition Modeling (FDM) er den mest almindeligt anvendte. Det består af at lægge lag af smeltet plast oven på hinanden. Den ønskede form opnås ved præcist at styre positionen og flowet af en trykdyse, således at de afsatte plastlag har en kontrolleret bane og tykkelse. Generelt, plastikstrømmen styres til at producere en konstant lagtykkelse. Imidlertid, i vores metode, plastikflowet modificeres under printet for lokalt at ændre lagtykkelsen for at indlejre nogle yderligere oplysninger. For at forhindre nedbrydning af objektets ydre overflade, par af lodret tilstødende lag vælges, og forholdet mellem deres respektive tykkelser ændres, mens summen af ​​de to lagtykkelser holdes konstant. Da en standard lagtykkelse er omkring 0,2 mm, information kan indlejres i et relativt lille område, der spænder fra flere millimeter til et par centimeter.

For at hente den indlejrede information, det er nødvendigt at måle tykkelsen af ​​lagene. Imidlertid, vores metode kan udføre denne måling ved kun at bruge en almindelig dokumentscanner, og kræver ikke noget særligt udstyr. FDM-udskrivningsprocessen producerer naturligvis nogle lagartefakter, der er synlige i billederne, der er opnået med en dokumentscanner. Disse artefakter giver os mulighed for at måle tykkelsen af ​​lagene og udtrække informationen.

Fremtidsperspektiv

Med denne metode, det er muligt at indlejre forskellige typer information såsom en URL, der kan linkes til webtjenester; et unikt ID, der kan bruges til produktsporing; og printer-id og udskrivningsdato for batchkvalitetsstyring.