تكنولوجيا

علامات غير مرئية مطبوعة ثلاثية الأبعاد يمكن قراءتها آليًا تحدد الكائنات وتتبعها

ملصقات تتبع مطبوعة ثلاثية الأبعاد

قام علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ببناء واجهة مستخدم تجعل من السهل دمج منارات مشتركة (رموز QR أو علامات ArUco المستخدمة للواقع المعزز) مع هندسة الكائن لجعلها قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد كمنارات للأشعة تحت الحمراء. الائتمان: الصور مجاملة من MIT CSAIL

أ[{” attribute=””>MIT team develops 3D-printed tags to classify and store data on physical objects.

If you download music online, you can get accompanying information embedded into the digital file that might tell you the name of the song, its genre, the featured artists on a given track, the composer, and the producer. Similarly, if you download a digital photo, you can obtain information that may include the time, date, and location at which the picture was taken. That led Mustafa Doga Dogan to wonder whether engineers could do something similar for physical objects. “That way,” he mused, “we could inform ourselves faster and more reliably while walking around in a store or museum or library.”

The idea, at first, was a bit abstract for Dogan, a 4th-year PhD student in the MIT Department of Electrical Engineering and Computer Science. But his thinking solidified in the latter part of 2020 when he heard about a new smartphone model with a camera that utilizes the infrared (IR) range of the electromagnetic spectrum that the naked eye can’t perceive. IR light, moreover, has a unique ability to see through certain materials that are opaque to visible light. It occurred to Dogan that this feature, in particular, could be useful.

The concept he has since come up with — while working with colleagues at MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) and a research scientist at Facebook — is called InfraredTags. In place of the standard barcodes affixed to products, which may be removed or detached or become otherwise unreadable over time, these tags are unobtrusive (due to the fact that they are invisible) and far more durable, given that they’re embedded within the interior of objects fabricated on standard 3D printers.

https://www.youtube.com/watch؟v=Tjs1zH7IMxE

في العام الماضي ، أمضى دوجان بضعة أشهر في محاولة العثور على مجموعة متنوعة مناسبة من البلاستيك يمكن لضوء الأشعة تحت الحمراء المرور من خلالها. يجب أن يأتي في شكل بكرة خيطية مصممة خصيصًا للطابعات ثلاثية الأبعاد. بعد بحث مكثف ، عثر على خيوط بلاستيكية مخصصة صنعتها شركة ألمانية صغيرة بدت واعدة. ثم استخدم مقياس الطيف الضوئي في معمل لعلوم المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لتحليل عينة ، حيث وجد أنها كانت معتمًا للضوء المرئي ولكنها شفافة أو شفافة للأشعة تحت الحمراء – وهي بالضبط الخصائص التي كان يبحث عنها.

كانت الخطوة التالية هي تجربة تقنيات صنع الملصقات على الطابعة. كان أحد الخيارات هو إنتاج الكود عن طريق نحت فجوات هوائية صغيرة – وكلاء للأصفار والآحاد – في طبقة من البلاستيك. هناك خيار آخر ، بافتراض أن الطابعة المتاحة يمكنها التعامل معها ، وهو استخدام نوعين من البلاستيك ، أحدهما ينقل ضوء الأشعة تحت الحمراء والآخر – الذي يُكتب الرمز – وهو معتم. يُفضل نهج المواد المزدوجة ، حيثما أمكن ، لأنه قد يوفر تباينًا أوضح وبالتالي يمكن قراءته بسهولة باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء.

يمكن أن تتكون الملصقات نفسها من رموز شريطية مألوفة ، والتي تقدم المعلومات بتنسيق خطي أحادي البعد. يمكن للخيارات ثنائية الأبعاد – مثل أكواد QR المربعة (شائعة الاستخدام ، على سبيل المثال ، على ملصقات الإرجاع) وما يسمى بعلامات ArUco (الائتمانية) – أن تحزم المزيد من المعلومات في نفس المنطقة. طور فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا “واجهة مستخدم” برمجية تحدد بالضبط الشكل الذي يجب أن تبدو عليه العلامة والمكان الذي يجب أن تظهر فيه في كائن معين. يمكن وضع عدة منارات في نفس الكائن ، في الواقع ، مما يسهل الوصول إلى المعلومات في حالة إعاقة وجهات النظر من زوايا معينة.

يعلق فريزر أندرسون ، الباحث الرئيسي في مركز أوتوديسك للتكنولوجيا في تورنتو ، أونتاريو: “إن علامات الأشعة تحت الحمراء هي حقًا طريقة ذكية ومفيدة ويمكن الوصول إليها لتضمين المعلومات في الكائنات”. “يمكنني بسهولة تخيل مستقبل حيث يمكنك توجيه الكاميرا القياسية إلى أي شيء وستعطيك معلومات حول هذا الكائن – مكان صنعه أو المواد المستخدمة أو تعليمات الإصلاح – ولن تضطر حتى إلى ذلك ابحث عن الرمز الشريطي.

ابتكر دوجان ومعاونوه عدة نماذج أولية على طول هذه الخطوط ، بما في ذلك أكواب بها رموز شريطية محفورة داخل جدران الحاوية ، تحت غلاف بلاستيكي يبلغ قطره 1 ملم ، يمكن قراءته بواسطة كاميرات الأشعة تحت الحمراء. لقد صنعوا أيضًا نموذجًا أوليًا لجهاز توجيه Wi-Fi مزودًا بإشارات غير مرئية تكشف اسم الشبكة أو كلمة المرور ، اعتمادًا على المنظور الذي يتم عرضه من خلاله. لقد ابتكروا وحدة تحكم لعبة فيديو غير مكلفة على شكل عجلة تكون سلبية تمامًا ، بدون أي مكونات إلكترونية. يوجد فقط رمز شريطي (علامة ArUco) بالداخل. يقوم اللاعب ببساطة بتدوير العجلة ، في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة ، ويمكن لكاميرا الأشعة تحت الحمراء الرخيصة (20 دولارًا) تحديد اتجاهها في الفضاء.

في المستقبل ، إذا انتشرت إشارات كهذه على نطاق واسع ، يمكن للأشخاص استخدام هواتفهم المحمولة لتشغيل وإطفاء الأنوار ، والتحكم في مستوى الصوت في مكبر الصوت ، أو تنظيم درجة الحرارة على منظم الحرارة. يبحث دوجان وزملاؤه في إمكانية إضافة كاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء إلى سماعات الواقع المعزز. يتخيل نفسه يتجول في سوبر ماركت يومًا ما ، مرتديًا مثل هذه الخوذ ويحصل على الفور على معلومات حول المنتجات من حوله – كم عدد السعرات الحرارية التي تحتويها الحصة الواحدة وما هي وصفات تحضيرها؟

يرى كان أكسيت ، الأستاذ المشارك في علوم الكمبيوتر في كلية لندن الجامعية ، إمكانات كبيرة لهذه التكنولوجيا. يقول أكسيت: “صناعة العلامات والتوسيم جزء كبير من حياتنا اليومية”. “يجب تحديد كل شيء نشتريه في متاجر البقالة وصولاً إلى الأجزاء التي تحتاج إلى استبدال في أجهزتنا (مثل البطاريات والدوائر الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر وقطع غيار السيارات) بشكل صحيح. يعالج عمل Doga هذه المشكلات من خلال توفير نظام وضع علامات غير مرئي يكون في الغالب محصنًا إلى تقلبات الوقت. وبما أن المفاهيم المستقبلية مثل metaverse تصبح جزءًا من واقعنا ، يضيف Aksit ، “يمكن أن تساعدنا آلية Doga في وضع العلامات والعلامات في إحضار نسخة رقمية من العناصر معنا بينما نستكشف بيئات افتراضية ثلاثية الأبعاد”.

ال ورقتم تقديم “علامات الأشعة تحت الحمراء: تضمين علامات الواقع المعزز غير المرئية والرموز الشريطية في الكائنات باستخدام أدوات طباعة وتصوير ثلاثية الأبعاد تعتمد على الأشعة تحت الحمراء منخفضة التكلفة ،” (DOI: 10.1145 / 3491102.3501951) في مؤتمر ACM CHI حول العوامل البشرية في أنظمة الحوسبة ، نيو أورليانز هذا الربيع ، وسيتم نشرها في وقائع المؤتمر.

المؤلفون المشاركون في دوغان لهذا المقال هم أحمد تاكا ، ومايكل لو ، ويوني تشو ، وأكشات كومار ، وستيفاني مولر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا CSAIL ؛ وأكار جوبتا من Facebook Reality Labs في ريدموند ، واشنطن.

تم دعم هذا العمل من قبل زمالة مؤسسة Alfred P. Sloan. شركة Dynamsoft Corp. قدمت رخصة برمجيات مجانية مما سهل هذا البحث.


Source link

مقالات ذات صلة

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

Back to top button