Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

I første omgang kobler 3-D-utskrevne objekter til WiFi uten elektronikk

Anonim

Tenk deg en flaske vaskemiddel som kan fornemme når du har lavt såpe - og koble automatisk til Internett for å bestille en bestilling.

annonse


University of Washington forskere er de første som gjør dette til en realitet ved 3-D-utskrift av plastobjekter og sensorer som kan samle nyttige data og kommunisere med andre WiFi-tilkoblede enheter helt alene.

Med CAD-modeller som teamet gjør tilgjengelig for publikum, vil 3-D-utskriftsentusiaster kunne lage objekter ut av kommersielt tilgjengelig plast som kan kommunisere trådløst med andre smarte enheter. Det kan inkludere en batteridrevet skyveknapp som styrer musikkvolum, en knapp som automatisk bestiller flere cornflakes fra Amazon eller en vannføler som sender en alarm til telefonen når den oppdager lekkasje.

"Vårt mål var å skape noe som bare kommer ut av din 3-D-skriver hjemme og kan sende nyttig informasjon til andre enheter, " sa co-lead forfatter og UW ingeniør doktorand Vikram Iyer. "Men den store utfordringen er hvordan du kommuniserer trådløst med WiFi med bare plast? Det er noe som ingen har vært i stand til å gjøre før."

Systemet er beskrevet i et dokument presentert 30. november på Association for Computing Machinery SIGGRAPH-konferanse og utstilling på datagrafikk og interaktive teknikker i Asia.

Til 3-D-utskriftsobjekter som kan kommunisere med kommersielle WiFi-mottakere, bruker teamet backscatter teknikker som tillater enheter å utveksle informasjon. I dette tilfellet erstattet teamet noen funksjoner som normalt utføres av elektriske komponenter med mekanisk bevegelse aktivert av fjærer, gir, brytere og andre deler som kan skrives ut 3-D - låner fra prinsipper som tillater batteridrevne klokker for å holde tiden.

Backscatter-systemer bruker en antenne til å overføre data ved å reflektere radiosignaler som sendes ut av en WiFi-ruteren eller annen enhet. Informasjon som er innebygd i de reflekterte mønstrene, kan dekodes av en WiFi-mottaker. I dette tilfellet er antennen inneholdt i et 3-D-utskriftsobjekt laget av ledende trykkfilament som blander plast med kobber.

Fysisk bevegelse - Trykk på en knapp, vaske såpe som strømmer ut av en flaske, drei en knopp, fjern hammeren fra en veiet verktøysbenk - utløser gir og fjærer andre steder i 3-D-utskriftsobjektet som forårsaker at en ledende bryter tilkobles eller koble fra antennen og endre dens reflekterende tilstand. Informasjon - i form av 1s og 0s - er kodet av tilstedeværelse eller fravær av tann på et gir. Energi fra en spiralfjær drives av girsystemet, og bredden og mønsteret på tannhjulet styrer hvor lenge backscatterbryteren kommer i kontakt med antennen, og skaper mønstre av reflekterte signaler som kan dekodes av en WiFi-mottaker.

"Når du tømmer vaskemiddel ut av en Tide-flaske, for eksempel, gir hastigheten som girene snu, forteller deg hvor mye såpe strømmer ut. Samspillet mellom den 3-D-skrivte bryteren og antennen sender trådløst dataene, sier senior forfatter og Allen School lektor Shyam Gollakota. "Så mottakeren kan spore hvor mye vaskemiddel du har igjen, og når det dør under en viss mengde, kan den automatisk sende en melding til Amazon-appen din for å bestille mer."

Teamet fra UW Networks og Mobile Systems Lab 3-D skrev ut flere forskjellige verktøy som kunne sonde og sende informasjon med hell til andre tilkoblede enheter: en vindmåler, en vannmåler og en skala. De har også skrevet ut en strømningsmåler som ble brukt til å spore og bestille vaskesåpe og en rørrørholder som kunne brukes til enten å håndtere inventar eller måle mengden væske i hvert reagensrør.

De har også 3-D-skrivede Wi-Fi-inngangs widgets som knapper, knapper og skyveknapper som kan tilpasses for å kommunisere med andre smarte enheter i hjemmet, og aktivere et rikt økosystem av "snakkende objekter" som sømløst kan fornemme og samhandle med omgivelsene.

Ved hjelp av en annen type 3-D-utskriftsfilament som kombinerer plast med jern, benytter teamet også magnetiske egenskaper for å usynlig kode statisk informasjon i 3-D-utskrevne objekter - som kan variere fra strekkodeidentifikasjon for lagerformål eller informasjon om objektet som forteller en robot hvordan man kan samhandle med den.

"Det ser ut som en vanlig 3-D-utskriftsobjekt, men det er usynlig informasjon som kan leses med smarttelefonen din, " sa Allen School doktorand og medforfatter Justin Chan.

Forskningen ble finansiert av National Science Foundation, Alfred P. Sloan Fellowship og Google.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Washington . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.