Инженеры разработали печатные металлические бирки, которые можно прикреплять к повседневным предметам и превращать их в «умные» устройства Интернета вещей.
Металлические бирки сделаны из рисунков медной фольги, напечатанных на тонких, гибких, похожих на бумагу подложках, и предназначены для отражения сигналов WiFi. Метки работают как «зеркала», отражающие радиосигналы от WiFi-маршрутизатора. Когда палец пользователя касается этих зеркал, он искажает отраженные сигналы Wi-Fi таким образом, что приемник WiFi, такой как смартфон, может удаленно обнаружить.
Ярлыки можно прикреплять к простым предметам, к которым люди прикасаются и с которыми взаимодействуют каждый день, например к бутылкам с водой, стенам или дверям. Эти простые объекты затем, по сути, становятся интеллектуальными подключенными устройствами, которые могут сигнализировать устройству WiFi всякий раз, когда пользователь взаимодействует с ними. Теги также могут быть превращены в тонкие клавиатуры или панели управления умным домом, которые можно использовать для удаленного управления подключенными к Wi-Fi динамиками, интеллектуальными источниками света и другими устройствами Интернета вещей.
«Наше видение состоит в том, чтобы расширить Интернет вещей, чтобы выйти за рамки простого подключения смартфонов, умных часов и других высокопроизводительных устройств», - сказал старший автор Синью Чжан, профессор электротехники и вычислительной техники в Калифорнийском университете в Сан-Диего Джейкобс. Инженерная школа и член Центра беспроводной связи Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Мы разрабатываем недорогие датчики без батареек и чипов, пригодные для печати, которые могут включать предметы повседневного обихода в рамках Интернета вещей».
Команда Чжана назвала технологию LiveTag.«Эти металлические метки предназначены для отражения только определенных сигналов в диапазоне частот Wi-Fi. Изменяя тип материала, из которого они сделаны, и рисунок, по которому они напечатаны, исследователи могут изменить конструкцию меток, чтобы они отражали Bluetooth, LTE или сотовые сигналы.
В метках нет батареек, кремниевых чипов или каких-либо дискретных электронных компонентов, поэтому они практически не требуют обслуживания - ни батарейки, которые нужно менять, ни схемы, которые нужно ремонтировать.
Команда представила свою работу на недавнем симпозиуме USENIX по проектированию и внедрению сетевых систем.
Умная пометка
В качестве доказательства концепции исследователи использовали LiveTag для создания тонкого, как бумага, контроллера музыкального проигрывателя с кнопкой воспроизведения/паузы, кнопкой следующего трека и ползунком для регулировки громкости. Кнопки и ползунок состоят как минимум из одной металлической метки, поэтому прикосновение к любой из них отправляет сигналы на устройство WiFi. Исследователи до сих пор тестировали контроллер музыкального проигрывателя LiveTag только для удаленного запуска WiFi-приемника, но они предполагают, что он сможет удаленно управлять музыкальными проигрывателями или динамиками, подключенными к WiFi, когда они прикреплены к стене, подлокотнику дивана, одежде или другому предмету. обычная поверхность.
Исследователи также адаптировали LiveTag в качестве монитора гидратации. Они прикрепили его к пластиковой бутылке с водой и показали, что его можно использовать для отслеживания потребления воды пользователем, контролируя уровень воды в бутылке. Вода внутри влияет на реакцию метки так же, как и на прикосновение пальца, если бутылка не сделана из металла, который блокирует сигнал. Метка имеет несколько резонаторов, каждый из которых расстраивается на определенном уровне воды. Исследователи предполагают, что тег можно использовать для доставки напоминаний на смартфон пользователя, чтобы предотвратить обезвоживание.
Будущие приложения
В более широком плане Чжан предполагает использовать технологию LiveTag для отслеживания взаимодействия человека с повседневными предметами. Например, LiveTag потенциально можно использовать как недорогой способ оценки выздоровления пациентов, перенесших инсульт.
Когда пациенты возвращаются домой, они могут использовать эту технологию для предоставления данных о своей двигательной активности на основе того, как они взаимодействуют с повседневными предметами дома - открывают ли они или закрывают двери обычным образом, или если они например, может поднимать бутылки с водой. Объем, интенсивность и частота их активности могут быть зарегистрированы и отправлены их врачам для оценки их выздоровления», - сказал Чжан. «И все это можно сделать, не выходя из собственного дома, вместо того, чтобы постоянно возвращаться в клинику. для частого тестирования двигательной активности», - добавил он.
Другим примером является маркировка продуктов в розничных магазинах и оценка интереса клиентов на основе того, к каким продуктам они прикасаются. По словам Чжана, вместо использования камер магазины могут использовать LiveTag в качестве альтернативы, обеспечивающей покупателям большую конфиденциальность.
Следующие шаги
Исследователи отмечают несколько ограничений технологии. LiveTag в настоящее время не может работать с приемником WiFi на расстоянии более одного метра (трех футов), поэтому исследователи работают над улучшением чувствительности метки и дальности обнаружения. В конечном счете, команда стремится разработать способ изготовления меток с использованием обычной бумаги и печати чернилами, что удешевило бы их массовое производство.
Заголовок статьи: «LiveTag: обнаружение взаимодействия человека и объекта с помощью пассивных бесчиповых WiFi-меток». Соавторами являются Чухан Гао и Илонг Ли из Университета Висконсин-Мэдисон.