Исследователи из Вашингтонского университета разработали на основе трехмерной печати серию пластиковых подключаемых устройств, которые поддерживают связь с приемниками Wi-Fi без электронного оборудования.

В устройствах применяются технологии обратного рассеяния – при передаче нулей и единиц внешние сигналы Wi-Fi либо поглощаются, либо отражаются.

После этого информация, содержащаяся в отраженных шаблонах, может быть декодирована приемниками Wi-Fi.

«Наша цель заключалась в создании неких приспособлений, распечатываемых на домашнем 3D-принтере, с помощью которых можно было бы передавать полезную информацию на другие устройства, – сообщил представитель группы исследователей, сотрудник кафедры электротехники Вашингтонского университета Викрам Айер. – Главный вопрос заключался в том, как организовать беспроводную связь Wi-Fi исключительно при помощи пластика? Ранее такого еще не делал никто».

Приемник
Приемник, встроенный в бутылку с моющим средством может отследить, сколько его было израсходовано, и в момент, когда его остаток опустится ниже определенного порога, автоматически направить приложению указание оформить заказ на новую порцию
Источник: Mark Stone/University of Washington

В основе каждого устройства – модели САПР, которая становится общедоступной – лежит переключатель, соединенный с пружиной. Пластиковая шестерня прижимается к пружине для создания контакта с антенной, изготовленной из проводящей нити.

Какое-либо физическое движение – нажатие кнопки, перемещение потока жидкости, поворот ручки – вызывает вращение шестерни с закрепленной на ней пружиной, в результате чего антенна подключается и отключается, меняя свое отражающее состояние.

Энергия спиральной пружины приводит в действие редукторную систему, а ширина и форма зубьев определяет, как долго переключатель обратного рассеяния будет контактировать с антенной, формируя отраженные сигналы, которые можно декодировать.

«Такая возможность упрощает организацию подключения, позволяя загружать и использовать наши вычислительные модули конструкторам без специальных инженерных знаний, необходимых для интеграции радиомодулей и других электронных компонентов в физические приспособления», – пояснил Айер.

Исследователи, частично финансируемые Google, разработали на основе этого устройства целый ряд виджетов, включая анемометр, датчик расхода жидкости, кнопку, поворотный циферблат и ползунок.

Среди сценариев их использования предлагаются ползунок без батареи, регулирующий громкость музыки, кнопка, автоматически заказывающая на Amazon дополнительный объем кукурузных хлопьев, и датчик воды, посылающий на телефон пользователя сигнал тревоги при обнаружении утечки.

«Когда вы выливаете моющее средство из бутылки, скорость и продолжительность вращения шестерни позволяют определить его расход, – пояснил профессор Шиам Голлакота. – А взаимодействие распечатанного на 3D-принтере переключателя и антенны инициирует беспроводную передачу соответствующих данных. Приемник может отследить, сколько моющего средства было израсходовано, и в момент, когда его остаток опустится ниже определенного порога, автоматически направить приложению Amazon указание оформить заказ на новую порцию».

Более подробно процесс функционирования системы был описан в статье «3D Printing Wireless Connected Objects».