美国华盛顿大学的科学家教你如何结合3D打印技术实现快速制作无须电池的智能运动传感器

美国华盛顿大学的科学家教你如何结合3D打印技术实现快速制作无须电池的智能运动传感器

美国华盛顿大学的科学家通过3D打印技术，制造出了一种塑料传感器，它可以在没有任何电子设备或电池的帮助下连接到Wi-Fi，这意味着家庭用品在未来可以变得更加智能而不需要在其上设置任何的电路。

那么这怎么可能？为了实现这一目标，华盛顿大学的一个团队创造了一个由塑料开关、弹簧、齿轮和接受天线组成的系统，通过按压或其他运动激活，以吸收或反射Wi-Fi信号的方式进行通信。

研究人员之一，电气工程师Vikram Iyer说：“我们的目标制作出出家里3D打印机就能做出来的东西，它们可以向其他设备发送有用的信号。但是，最大的挑战是如何仅使用塑料与Wi-Fi实现无线通信？这是以前无人能够做到的。”

塑料装置的核心是一个由塑料和铜制成的导电丝，它也是3D打印的，可以间歇地与Wi-Fi天线连接和断开，在信号通过它时改变信号。

这个技术的要点是，它们不产生或接受Wi-Fi信号，而是改变信号的传播方向。研究人员将之称为“反向散射”(backscatter )技术。

以3D打印的塑料风速计为例，它可以测量风速，因为当它更快速地旋转时，核心的铜丝就会更频繁的接通，信号的断续也随之变得更加频繁。水流量计也以相同的模式工作。

来自University of Washington展示视频

科学家们已经能够在开关、拨号齿轮和滑块上建立类似的机制——物理移动产生信号转换，Wi-Fi信号的变化可以被智能手机或其他设备接收解读。

该团队还能够使用带有磁性的铁而不是铜来制作核心出的金属丝线，从而利用3D打印物体的运动将信息编码成——几乎就像一个看不见的条形码。

Justin Chan说：“它看起来像一个普通的3D打印对象，但里面的信息可以通过智能手机读取。”

这是因为几乎所有的智能手机都配备了磁力计，以帮助您在世界上的任何地方根据地球的磁场辨别方向。相同的传感器能够检测到由铁屑和塑料产生磁场变化模式。

目前这些3D打印的小工具还只是雏形，无法为大众提供有价值的产品，但是在将来的某个时刻，他们将能够满足各种各样的目的——把家中各种小物件，如牙具、咖啡杯、水龙头或钥匙扣用Wi-Fi联接到互联网上，随时掌握它们的状态和位置。

华盛顿大学的科学家们在报告中写道：“这项工作是我们实现物联网长期愿景的一部分，这些物体可以在任何时间，任何地点无缝的传输信息。”同时，它们不需要内在的电子线路和电源——我们单纯地利用它们的机械结构，就能做到这一切。每个家庭都可以用自己家的3D打印机来制作这些塑料构件。