Smart dug kan finde frugt og hjælpe med at vande planterne

Forskere har designet et smart stof, der kan registrere ikke-metalliske objekter lige fra avocadoer til kreditkort, ifølge en undersøgelse fra Dartmouth College og Microsoft Research.

Stoffet, hedder Capacitivo, sanser skifter i elektrisk ladning for at identificere genstande i forskellige former og størrelser.

En undersøgelses- og demonstrationsvideo, der beskriver sensingsystemet, blev præsenteret på ACM Symposium on User Interface Software and Technology (UIST 2020).

"Denne forskning har potentiale til at ændre den måde, folk interagerer med computing gennem hverdagslige bløde objekter lavet af stoffer, "sagde Xing-Dong Yang, en adjunkt i datalogi og seniorforsker for undersøgelsen.

Eksisterende sanseteknikker, der bruger stoffer, er typisk afhængige af input, f.eks. Berøring af brugeren. Det nye interaktive system er afhængigt af en "implicit input" teknik, hvor stoffet ikke kræver handling fra det objekt, det registrerer.

Stoffsystemet genkender objekter baseret på skift til elektrisk ladning i dets elektroder forårsaget af ændringer i et objekts elektriske felt. Forskellen i afgift kan vedrøre materialetypen, objektets størrelse og kontaktområdet.

Information, der registreres på den elektriske ladning, sammenlignes med data, der er lagret i systemet ved hjælp af maskinlæringsteknikker.

Evnen til at genkende ikke-metalliske genstande såsom madvarer, væsker, køkkenudstyr, plast, og papirprodukter gør systemet unikt.

"At kunne fornemme ikke-metalliske genstande er et gennembrud for smarte stoffer, fordi det giver brugerne mulighed for at interagere med en lang række dagligdagsartikler på helt nye måder, "sagde Te-Yen Wu, en ph.d.-studerende i Dartmouth og hovedforfatter af undersøgelsen.

Tyve genstande blev testet på den "smarte dug" som en del af undersøgelsen. Objekterne varierede i størrelse, form og materiale. Teamet inkluderede også et vandglas og en skål for at teste, hvor pålideligt systemet kunne genkende en containers fylde.

Samlet set, systemet opnåede en 94,5% nøjagtighed i test.

Systemet var særlig nøjagtigt til at skelne mellem forskellige frugter, såsom kiwi og avocado. Status for en væskebeholder var også relativt enkel for systemet at bestemme.

I et supplerende studie, systemet var i stand til at skelne mellem forskellige typer væsker som vand, mælk, æblecider og sodavand.

Systemet var mindre præcist for objekter, der ikke skaber faste fodaftryk på stoffet, såsom kreditkort.

Designprototypen har et gitter af diamantformede elektroder fremstillet af ledende stof fastgjort til et stykke bomuld. Størrelsen af ​​elektroderne og afstanden mellem dem var designet til at maksimere sanseområdet og følsomheden.

Når et objekt eller en objekts status identificeres af stoffet - f.eks. Når en potteplante har brug for vanding - kan det smarte stof udløse en ønsket handling eller prompt.

Forskere forventer, at systemet kan tjene en række funktioner, herunder at hjælpe med at finde tabte objekter, give advarsler eller meddelelser, og tilvejebringelse af information til andre smarte systemer, såsom kostsporere.

Systemet kan endda hjælpe med madlavning ved at lave forslag til opskrifter og give forberedelsesinstruktioner.

Teddy Seyed fra Microsoft Research, Lu Tan fra Wuhan University, og Yuji Zhang fra Southeast University bidrog også til denne forskning.