أصبحت إنترنت الأشياء تقنية شائعة بشكل متزايد. لا يدرك العديد من مستخدمي الأدوات المتعلقة بهذا المجال حتى كيف تعمل جميعها. في معظم الحالات ، تم تجهيز الأنظمة من هذا النوع بشرائح خاصة توفر الوصول إلى الشبكة للكاميرات والثلاجات وحتى الغلايات. بدون هذه الرقائق ، ستكلف الأجهزة أقل بكثير. ولكن هل من الممكن أن نتخيل إمكانية التفاعل مع الشبكة بدون المكونات الإلكترونية اللازمة؟
اتضح نعم. وفقًا لبعض الخبراء ، حتى الزجاجة العادية التي تحتوي على منقي الأقمشة المستخدم للغسيل يمكن أن توفر معلومات حول كمية السائل المتبقية في الزجاجة وما إذا كان الوقت قد حان للتوجه إلى المتجر للحصول على منعم جديد للأقمشة. كل ما يلزم لإنشاء وحدة نمطية يمكنها نقل معلومات حول كمية المادة (أو العديد من المعلمات الأخرى) هي طابعة ثلاثية الأبعاد.
تم تطوير التكنولوجيا الجديدة في جامعة واشنطن. حقق المتخصصون الذين شاركوا في المشروع الفرصة لإنشاء أجسام بلاستيكية وأجهزة استشعار قادرة على جمع ونقل المعلومات إلى أجهزة الشبكة.
قام المطورون بالفعل بتحميل
نماذج CAD لهذه الأنظمة على الشبكة. باستخدام النماذج ، سيتمكن عشاق الطباعة بالحجم الكبير من تطوير منتجات مختلفة بأنفسهم ، وعرضها للبيع. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون عنصر تحكم في مستوى الصوت بدون بطارية وشريحة WiFi ، وزر طلب تلقائي من Amazon أو Ebay ، وهو مستشعر أمان ينبه المستخدم إلى أن الأنبوب قد تم كسره في المنزل.
يقول أحد المشاركين في الدراسة: "كان هدفنا هو إنشاء شيء يمكنك طباعته على طابعة في المنزل والاتصال بشبكة لاسلكية". "لكن أكبر نجاح كان أنه يمكن القيام به بدون وحدات اتصال لاسلكية ، وجميع الأجهزة التي تم إنشاؤها مصنوعة من البلاستيك. هذا شيء لم يحدث من قبل ".
تم وصف مبدأ النظام في مقال نشر في 30 نوفمبر 2017 بناءً على التقرير الذي تم تقديمه في مؤتمر
SIGGRAPH (مؤتمر ومعرض لرسومات الكمبيوتر والتقنيات التفاعلية في آسيا) .
لا يوجد شيء رائع هنا. ابتكر المتخصصون التكنولوجيا
باستخدام طريقة التشتت الخلفي . يسمح للأجهزة بتبادل المعلومات. في المشروع المذكور ، استبدل الفريق بعض المكونات الإلكترونية بالبلاستيك العادي. تستخدم هذه الأنظمة زنبركات وتروس بلاستيكية للتشغيل. يمكن طباعتها كلها بدون مشاكل على طابعة ثلاثية الأبعاد.
تستخدم أنظمة الانتثار الخلفي هوائيًا لإرسال البيانات. هذه البيانات هي انبعاث الراديو المنعكس في موجه WiFi (أو أي جهاز آخر) ، والذي يتغير بطريقة معينة وينعكس مرة أخرى. التغييرات التي يتم إجراؤها على الإشعاع ذات طبيعة معينة ، مما يسمح لك بفك شفرة المعلومات المضمنة في الإشعاع المنعكس. الهوائي نفسه ، المدمج في جهاز بلاستيكي ، عبارة عن ألياف بلاستيكية موصلة أو جزيئات نحاسية "مضمنة" في البلاستيك.
في حالة قيام نظام بلاستيكي بأداء وظيفة معينة (الضغط على زر أو تدوير ترس أو زنبرك) ، فإن موصلية النظام تتغير ، وانبعاث الراديو المنعكس من خلاله يحمل تغييرات معينة. يتم فك تشفيرها ، كما ذكر أعلاه ، بواسطة جهاز إلكتروني لاسلكي.
المعلومات المضمنة في الإشعاع رقمية ، أي أنها نظام ثنائي عادي من الأصفار والأصفار. تمكن المطورون من تحقيق ذلك بمساعدة تروس خاصة بأسنان مختلفة التكوينات. السن الحاد هو صفر ، والحدة حادة. ينقل الجهاز العامل إلى الشبكة اللاسلكية نظامًا من الأصفار والأصفار ، يتم فك تشفيره في وجود برامج خاصة (في هذه الحالة ، لا يوجد شيء معقد).
إذا عدت إلى نفس الزجاجة باستخدام منعم ، لكي يتمكن نظام المنزل الذكي من تتبع كمية المادة الموجودة فيه ، ما عليك سوى وضع وحدة الرقبة بعجلة صغيرة ذات شفرات. عند الدوران ، يرسل النظام إشارة تم التقاطها بواسطة برنامج خاص يراقب كمية المادة في الزجاجة. "عندما يصل حجم المنقي إلى مستوى حرج ، يفهم النظام ذلك ويمكنه إرسال طلب إلى أمازون لتلقي نفس زجاجة المنقي. وبالتالي ، لا يتعين على المستخدم الذهاب إلى المتجر وقضاء وقته ".
قام فريق الجامعة ، بدعم من
UW Networks & Mobile Systems Lab ، بطباعة العديد من أنظمة العمل التي يمكنها مراقبة عمليات معينة ونقل المعلومات إلى الأجهزة اللاسلكية. النظم البلاستيكية التي طبعها العلماء ليست معقدة للغاية ، ولكنها إرشادية. هذا مقياس شدة الريح ، أداة قياس لسرعة حركة السائل عبر الأنابيب والموازين. من بين أمور أخرى ، ابتكر العلماء وحدة لمراقبة مستوى السائل في الزجاجة (كان هذا الجهاز مذكورًا أعلاه).
كما ابتكر العلماء جميع أنواع المفاتيح والمقابض والأزرار المصنوعة من البلاستيك ، والتي تمكنوا من التحكم في الأجهزة الذكية في المكتب.
يمكن استخدام هذه التقنية أيضًا كعلامة RFID ، والتي لا تتطلب مكونات إلكترونية أو رمزًا شريطيًا أو أنظمة تعريف أخرى. "تبدو جميعها مثل الأشياء العادية المطبوعة على طابعة ، ولكن خصوصيتها هي أنها تغير تكوين انبعاث الراديو المحيط و / أو المجال المغناطيسي."
تم تمويل الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم ومؤسسة سلون وجوجل.