美國華盛頓大學的科學家教你如何結合3D打印技術實現快速制作無須電池的智能運動傳感器

美國華盛頓大學的科學家教你如何結合3D打印技術實現快速制作無須電池的智能運動傳感器

美國華盛頓大學的科學家通過3D打印技術，制造出了一種塑料傳感器，它可以在沒有任何電子設備或電池的幫助下連接到Wi-Fi，這意味著家庭用品在未來可以變得更加智能而不需要在其上設置任何的電路。

那么這怎么可能？為了實現這一目標，華盛頓大學的一個團隊創造了一個由塑料開關、彈簧、齒輪和接受天線組成的系統，通過按壓或其他運動激活，以吸收或反射Wi-Fi信號的方式進行通信。

研究人員之一，電氣工程師Vikram Iyer說：“我們的目標制作出出家里3D打印機就能做出來的東西，它們可以向其他設備發送有用的信號。但是，最大的挑戰是如何僅使用塑料與Wi-Fi實現無線通信？這是以前無人能夠做到的?！?/span>

塑料裝置的核心是一個由塑料和銅制成的導電絲，它也是3D打印的，可以間歇地與Wi-Fi天線連接和斷開，在信號通過它時改變信號。

這個技術的要點是，它們不產生或接受Wi-Fi信號，而是改變信號的傳播方向。研究人員將之稱為“反向散射”(backscatter )技術。

以3D打印的塑料風速計為例，它可以測量風速，因為當它更快速地旋轉時，核心的銅絲就會更頻繁的接通，信號的斷續也隨之變得更加頻繁。水流量計也以相同的模式工作。

來自University of Washington展示視頻

科學家們已經能夠在開關、撥號齒輪和滑塊上建立類似的機制——物理移動產生信號轉換，Wi-Fi信號的變化可以被智能手機或其他設備接收解讀。

該團隊還能夠使用帶有磁性的鐵而不是銅來制作核心出的金屬絲線，從而利用3D打印物體的運動將信息編碼成——幾乎就像一個看不見的條形碼。

Justin Chan說：“它看起來像一個普通的3D打印對象，但里面的信息可以通過智能手機讀取?！?/span>

這是因為幾乎所有的智能手機都配備了磁力計，以幫助您在世界上的任何地方根據地球的磁場辨別方向。相同的傳感器能夠檢測到由鐵屑和塑料產生磁場變化模式。

目前這些3D打印的小工具還只是雛形，無法為大眾提供有價值的產品，但是在將來的某個時刻，他們將能夠滿足各種各樣的目的——把家中各種小物件，如牙具、咖啡杯、水龍頭或鑰匙扣用Wi-Fi聯接到互聯網上，隨時掌握它們的狀態和位置。

華盛頓大學的科學家們在報告中寫道：“這項工作是我們實現物聯網長期愿景的一部分，這些物體可以在任何時間，任何地點無縫的傳輸信息?！蓖瑫r，它們不需要內在的電子線路和電源——我們單純地利用它們的機械結構，就能做到這一切。每個家庭都可以用自己家的3D打印機來制作這些塑料構件。