Ingenieurs hebben printbare metalen tags ontwikkeld die aan alledaagse voorwerpen kunnen worden bevestigd en deze kunnen veranderen in 'slimme' Internet of Things-apparaten.

De metalen tags zijn gemaakt van patronen van koperfolie gedrukt op dunne, flexibel, papierachtige substraten en zijn gemaakt om WiFi-signalen te reflecteren. De tags werken in wezen als "spiegels" die radiosignalen van een wifi-router reflecteren. Wanneer de vinger van een gebruiker deze spiegels aanraakt, het verstoort de gereflecteerde wifi-signalen op een manier die op afstand kan worden gedetecteerd door een wifi-ontvanger, zoals een smartphone.

De tags kunnen worden geplakt op gewone objecten die mensen elke dag aanraken en waarmee ze communiceren, zoals waterflessen, muren of deuren. Deze eenvoudige objecten worden dan in wezen slim, verbonden apparaten die een wifi-apparaat kunnen signaleren wanneer een gebruiker ermee communiceert. De tags kunnen ook worden verwerkt tot dunne toetsenborden of slimme bedieningspanelen voor thuis die kunnen worden gebruikt om op afstand verbonden luidsprekers met wifi te bedienen, slimme lampen en andere Internet of Things-apparaten.

"Onze visie is om het internet der dingen uit te breiden en verder te gaan dan alleen het aansluiten van smartphones, smartwatches en andere high-end apparaten, " zei senior auteur Xinyu Zhang, een professor in elektrische en computertechniek aan de UC San Diego Jacobs School of Engineering en lid van het Center for Wireless Communications aan de UC San Diego. "We ontwikkelen goedkope, batterijvrij, chiploos, afdrukbare sensoren die alledaagse voorwerpen kunnen bevatten als onderdeel van het internet der dingen."

Het team van Zhang noemde de technologie 'LiveTag'. Deze metalen tags zijn ontworpen om alleen specifieke signalen binnen het wifi-frequentiebereik te reflecteren. Door het soort materiaal waarvan ze zijn gemaakt en het patroon waarin ze zijn bedrukt te veranderen, de onderzoekers kunnen de tags opnieuw ontwerpen om Bluetooth, LTE of cellulaire signalen.

De tags hebben geen batterijen, silicium chips, of enige discrete elektronische componenten, dus ze hebben nauwelijks onderhoud nodig - geen batterijen om te vervangen, geen circuits om te repareren.

Het team presenteerde hun werk op het recente USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation Conference.

Slimme tagging

Als proof-of-concept, de onderzoekers gebruikten LiveTag om een ​​flinterdunne muziekspelercontroller te maken, compleet met een afspeel-/pauzeknop, volgende track-knop en schuifbalk voor het afstemmen van het volume. De knoppen en schuifbalk bestaan ​​elk uit ten minste één metalen tag, dus als je een van hen aanraakt, worden signalen naar een wifi-apparaat gestuurd. De onderzoekers hebben tot nu toe alleen de LiveTag-muziekspelercontroller getest om op afstand een wifi-ontvanger te activeren, maar ze stellen zich voor dat het op afstand met wifi verbonden muziekspelers of luidsprekers zou kunnen bedienen wanneer het aan een muur is bevestigd, bank armleuning, kleren, of ander gewoon oppervlak.

De onderzoekers pasten LiveTag ook aan als hydratatiemonitor. Ze bevestigden het aan een plastic waterfles en toonden aan dat het kan worden gebruikt om de waterinname van een gebruiker te volgen door het waterniveau in de fles te controleren. Het water aan de binnenkant beïnvloedt de reactie van de tag op dezelfde manier als een vingeraanraking - zolang de fles niet van metaal is, die het signaal zou blokkeren. De tag heeft meerdere resonatoren die elk worden ontstemd op een specifiek waterniveau. De onderzoekers stellen zich voor dat de tag kan worden gebruikt om herinneringen aan de smartphone van een gebruiker te bezorgen om uitdroging te voorkomen.

Toekomstige toepassingen

Op een breder terrein, Zhang voorziet het gebruik van LiveTag-technologie om menselijke interactie met alledaagse voorwerpen te volgen. Bijvoorbeeld, LiveTag kan mogelijk worden gebruikt als een goedkope manier om het herstel van patiënten met een beroerte te beoordelen.

"Als patiënten naar huis gaan, ze zouden deze technologie kunnen gebruiken om gegevens te verstrekken over hun motorische activiteit op basis van hoe ze omgaan met alledaagse voorwerpen thuis - of ze nu deuren op een normale manier openen of sluiten, of als ze flessen water kunnen ophalen, bijvoorbeeld. De hoeveelheid, intensiteit en frequentie van hun activiteiten kunnen worden geregistreerd en naar hun artsen worden gestuurd om hun herstel te evalueren, "zei Zhang. "En dit kan allemaal in het comfort van hun eigen huis worden gedaan in plaats van steeds terug te moeten gaan naar de kliniek voor frequente motorische activiteitstests, " hij voegde toe.

Een ander voorbeeld is het labelen van producten in winkels en het beoordelen van de interesse van klanten op basis van welke producten ze aanraken. In plaats van camera's te gebruiken, winkels zouden LiveTag kunnen gebruiken als alternatief dat klanten meer privacy biedt, zei Zhang.

Volgende stappen

De onderzoekers merken verschillende beperkingen van de technologie op. LiveTag werkt momenteel niet met een wifi-ontvanger die verder dan een meter (drie voet) verwijderd is, dus werken onderzoekers aan het verbeteren van de taggevoeligheid en het detectiebereik. uiteindelijk, het team wil een manier ontwikkelen om de tags te maken met normaal papier en inkt, waardoor ze goedkoper zouden worden voor massaproductie.