Představte si láhev s pracím prostředkem, která je schopná detekovat, že již brzy bude prázdná. A pak se automaticky spojí s internetem, aby objednala novou várku. Bez jediného kousku elektroniky.
Zní to jako kouzlo. Jenomže v dnešní době je hranice mezi magií a realitou notně setřená. Přesně takové věci teď totiž vyrábějí na Washingtonské univerzitě. Jako první tam vyvinuli a vyrobili 3D tištěné plastové objekty se senzory, které sbírají zajímavá data a mohou komunikovat s dalším zařízení pomocí WiFi připojení.
Nedělají to jen pro sebe. Shyam Gollakota a jeho kolegové z laboratoře Networks & Mobile Systems Lab nabídli CAD modely svých výtvorů každému, kdo o ně bude mít zájem. Od této chvíle si fanoušci 3D tisku mohou z komerčně dostupných plastů vytisknout objekty, které budou komunikovat s dalšími chytrými objekty či přístroji. Je mezi nimi ovladač hlasitosti hudby, který nepotřebuje baterii, zařízení, které automaticky objednává kukuřičné vločky z Amazonu, a také detektor vody, který v případě zaplavení pošle zprávu na chytrý telefon.
Gollakota s kolegy si to představují tak, že v budoucnu si uživatelé prostě vytisknou potřebné senzory na 3D tiskárně, a ty pak budou hlídat klíčové věci v jejich domácnosti. Zásadním krokem v jejich technologii bylo přimět plast, aby komunikoval prostřednictvím WiFi sítě. Gollakotův tým představil svůj výzkum na nedávné konferenci asociace Association for Computing Machinery, která nesla jméno SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques in Asia.
Aby Gollakota a spol. donutili plast komunikovat přes WiFi, tak k tomu využili technologie se zpětným rozptylem (backscatter). V tomto případě nahradili některé funkce, za běžných okolností zajišťované elektronickými komponentami, pohybem mechanických součástek. Elektroniku vystřídaly pružiny, ozubená kolečka, přepínače a podobné komponenty, které mohou být kompletně vytištěny na 3D tiskárně. Podobné mechanismy zajišťují běh hodin, které nepotřebují ke svému fungování baterie.
Systémy založené na zpětném rozptylu používají k přenosu dat anténu, s jejíž pomocí odráží rádiové signály WiFi routeru nebo podobného zařízení. V těchto odrazech jsou ukryta přenášená data, která pak může zachytit a dekódovat zařízení pro příjem WiFi signálu. V objektech Gollakotova týmu je anténa součástí objektu, který 3D tiskárna vytiskne z vodivého materiálu, obsahujícího směs plastu a mědi.
Na počátku akce těchto podivuhodných 3D tištěných objektů s připojením k WiFi je nějaký mechanický pohyb. Stisknutí tlačítka, pokles hladiny pracího prostředku, otočení knoflíku, atd. Tento pohyb uvede do chodu ozubená kolečka a pružiny příslušného 3D objektu, což vede ke změně stavu přepínače z vodivého materiálu a následné změně odrazivosti antény objektu. Potřebná informace je zakódovaná v zubech ozubených koleček, kde jeden zub představuje 0 anebo 1. Výsledkem mechanických pohybů je sled změn v odražených signálech, které nakonec zachytí a zpracuje zařízení pro příjem WiFi signálu. Taky se už těšíte na plastové vychytávky připojené k internetu věcí?
Video: 3D Printing Wireless Connected Objects
Literatura
University of Washington
Nakažlivý WiFi virus, co se šíří vzduchem
Autor: Stanislav Mihulka (28.02.2014)
Wi-Fi s infračervenými paprsky je stokrát rychlejší
Autor: Stanislav Mihulka (19.03.2017)
Diskuze:
Kolik let uz posloucham
Petr Špak,2017-12-10 01:49:37
a co kdyz to selze a objedna mi to i kdyz bude nadoba jeste plna? musim to platit? :)
A to není apríla.
Vojta Ondříček,2017-12-07 19:16:28
Bez elektroniky to nejde, lidi.
Senzory, jedno jestli na akustické vlnění, nebo na čvachtání pracího prostředku v nádobě, jsou potřebné a ty vyžadují elektroniku. Jde o převod nějaké energie na energii elektrickou. Rovněž komunikace s WiFi vyžaduje elektroniku a elektrickou energii.
Pán Shyam Gollakota a jeho tým se zabývají vývojem elektroniky s extrémně nízkou spotřebou energie kterou získávají z okolí, z takzvaného elektrosmogu.
To tématické propojení s 3D tiskárnou je zřejmě myšleno tak, že si každý může vymyslet, vyvinout, nakreslit, naprogramovat objekt, třeba to zapínací tlačítko a zhotovit to z termoplastu v 3D tiskárně. Do něj pak schovat ten WiFi mikro přístroj, který si ovšem musí zakoupit, protože se to "na koleně" prostě udělat nedá.
A jen tak na okraj - ten filament do 3D tiskárny, zvaný "měď", jen jako měď vypadá, elektricky vodivý zaručeně není. Podobné je to z filamentem "dřevo", ten také není ze dřeva. A nejiné je to s filamenty "mosaz", "stříbro", "ocel". Jsou určené pro modeláře mašinek, lodí a pod. zhotovující předměty vypadající jako z mědi a pod..
A ještě jeden okraj - 3D tiskárna nemá s tiskem nic společného. Jde v principu o kapátko na tekutý plastik. Měla by se možná přejmenovat na 3d kapátko. :-) Podobně mi naskakuje kopřivka, když čtu, nebo slyším o LED žárovce. Proč ne LED petrolejka, nebo LED táborák? :-))
Re: A to není apríla.
Karel Pavel,2017-12-08 00:58:16
nechápu proč by to nešlo, naopak jde o výborný nápad a má to logiku. Je li zařízení které neustále poslouchá - router, aplikace, která ho dokáže monitorovat, tak senzor může být klidně mechanický. Pochopitelně se musí "natáhnout".Jde o prostý princip:-).
Re: Re: A to není apríla.
Vojta Ondříček,2017-12-08 03:09:27
WiFi je bezdrátový systém na přenos digitálních informací elektromagnetickou energií. Zamýšlím-li WiFi-přijímači cokoliv sdělit musím použít též elektromagnetickou energii a odpovídající komunikační protokol. No a tento úkol zvládne jen velmi sofistikované elektronické zařízení se zdrojem energie.
Zkrátka nebude asi snadné si na domácí 3D tiskárně za pár korun vytisknout něco, co kontroluje množství pracího prostředku v nádobě a tenčící se množství nahlásí via WiFi centrále a ta objedná v místním Konzumu další dávku.
Možná by se našla i schůdnější cesta, jak zabezpečit dostatečné množství pracího prostředku v domácnosti. Myslím že to tak spousta lidí dodnes dělá.
Re: Re: Re: A to není apríla.
David Biedermann,2017-12-08 12:19:32
Ne, ne a vůbec ne. Celý přístroj funguje na principu zpětného rozptylu, nepotřebuje baterie ani žádnou aktivní elektroniku. Ta "měď" je PLA plněná měděnými kuličkami, je docela rozumně vodivá. Co asi bude potřeba je nový software pro router. A taky tyhle věci nejsou adresovatelné, tak může komunikovat jenom jedno zařízení.
Re: Re: Re: Re: A to není apríla.
Oskar Zemcik,2017-12-20 12:14:56
V tomto případě ale není pravda, že se to plastové zařízení samo připojí přes wifi...
Ve skutečnosti nějaké jiné zařízení musí celou dobu monitorovat stav toho plastového a reagovat na změny...
Maximálně co lze uznat je že to má tištěné "čidlo".
Re: Re: A to není apríla.
Vojta Ondříček,2017-12-08 04:55:17
Ještě bych to doplnil ...
Našel jsem zdroj informací o bádání na poli komunikace s minimem spotřeby. Tak docílil tým univerzity Washington bezdrátový přenos akustického signálu (hovor) a bez baterie na vzdálenost 10metrů k přijímací stanici. Ten přístroj má spotřebu jen 3,5µW, kterou pokryje z elektrosmogu a přenos je realizován primitivní modulací reflektované (odražené) elektrické vlny vysílané základnou.
Technika pochází z ruské laboratoře na výrobu odposlouchávacích zařízení, jeden z vývojářů univerzity Washington je synem pracovníka USAmerické protišpionáže.
Jde sice o bezdrátovou komunikaci, ale ne s protokolem a s kapacitou, kterou má běžné WiFi zařízení.
Zdroj : https://at.galileo.tv/life/forscher-entwickeln-durch-eine-spionagetechnik-aus-dem-kalten-krieg-ein-handy-ohne-batterie/
Re: A to není apríla.
Pavel Pelc,2017-12-08 13:38:58
Myslim, ze jste nepochopil princip. Ta "antena" bude normalni "smycka", se kterou bude rachtat to zprevodovane protekani praciho prostredku. Wifi router pak uvidi vedle nejake spisknute komunikace slaby odrazeny a lehce zmodulovany signal. Neco jako teremin. Pokud bude mit v sobe software tak z prubehu toho odrazu teoreticky muze z toho odrazu spocitat cas a mozna i objem protekani.
Re: Re: A to není apríla.
Pavel Pelc,2017-12-08 13:40:04
Tedy zadny mikro wifi pristroj neni vubec potreba.
Re: Re: Re: A to není apríla.
Malomestak Veliky,2017-12-09 02:09:44
Vypadá to přesně tak, nenašel jsem k tomu přesnější informace ale nejspíš jim k detekci impulsů stačí obyčejný odstup nosné té wifi od šumu. V tom případě bych se ale obával že víc takových zařízení se bude rozlišovat blbě, respektive bude nejspíš potřeba je zkalibrovat podle jejich umístění a nejspíš i v případě přesunu lidí a nábytku, aby to neobjednávalo prací prášek kvůli impulsům měřiče rychlosti větru...
Re: A to není apríla.
Malomestak Veliky,2017-12-09 02:16:52
3D kapátko zní pěkně, přesněji bych ale řekl že je to 3d polohovatelná plastová tavná pistole, z toho principu to tuším vychází. Ale jsou i jiné "tiskárny" jako SLA https://en.wikipedia.org/wiki/Stereolithography a jak pojmenovat ty? 3d vytvrzovače? Není to trochu jako klapkobřinkostroj?
Re: Re: A to není apríla.
Vojta Ondříček,2017-12-09 02:55:35
:-) Třeba universálně "modelátor". Nebo specificky "tavný hňácač". :-)
No a když by se použily zkratky podle amerického vzoru, tak třeba "3DM", nebo "3DTM".
To by byl sen všech špionů
Jan Novák9,2017-12-07 17:49:36
Nedetekovatelná štěnice bez potřeby baterie kódující zvuk pohybem membrány. Ale když si někteří dají do domu Amazon echo a do telefonu aplikaci která sleduje veškerý jejich pohyb a kontakty + veškerou komunikaci odesílá výrobci na internet...
Je ale pravda že lidé kteří o sobě stejně napíšou všechno na Fackabook by využili slipy s IOT, ty by mohly automaticky updatovat status na "posraný".
obchodní potenciál
David Dobeš,2017-12-07 13:17:32
Tohle tedy vypadá na gigantický obchodní potenciál.
Pokud se to podaří prosadit jako standart a routery (nebo programy v domácích datacentrech, PC apod.) s tímu budou umět.
Re: obchodní potenciál
Jan Novák9,2017-12-07 17:53:55
Jak to jde využít ke šmírování, tedy chtěl jsem říci ke shromažďování informací, tak to bude standart bleskurychle, ještě před tím než vzniknou jakékoli aplikace. Informace je tvrdá měna a osobní informace ta nejtvrdší. Slevy na kartu nejsou zadarmo.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
