Une nouvelle façon d’intégrer des données avec des objets physiques

Pour avoir une idée de ce qu’est StructCode, dit Mustafa Doğa Doğan, pensez à Superman. Pas los angeles model “plus rapide qu’une balle” et “plus distinctiveness qu’une locomotive”, mais los angeles model de Superman, ou Superwoman, qui voit le monde différemment des humains ordinaires – quelqu’un qui peut regarder autour d’une pièce et recueillir toutes sortes d’informations sur des gens ordinaires. Des choses qui ne sont pas évidentes pour les personnes ayant des capacités moins pénétrantes.

Ceci, en un mot, est « l’idée de haut niveau derrière StructCode », explique Dugan, titulaire d’un doctorat. étudiant en génie électrique et informatique au MIT et affilié au Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL). “L’objectif est de changer los angeles façon dont nous interagissons avec les choses” – pour rendre ces interactions plus significatives et plus chargées de sens – “en intégrant l’knowledge dans les choses de manière facilement out there”.

StructCode est né d’un effort appelé InfraredTags, que Duggan et d’autres collègues ont introduit en 2022. Ce travail, ainsi que le projet existant, ont été réalisés dans le laboratoire de los angeles professeure adjointe du MIT, Stephanie Mueller, conseillère de Duggan, qui a participé aux deux. Projets. Dans l’approche de l’année dernière, des balises « invisibles » – qui ne peuvent être vues que par des caméras capables de détecter los angeles lumière infrarouge – ont été utilisées pour révéler des informations sur des objets physiques.

L’inconvénient était que de nombreuses caméras ne pouvaient pas voir los angeles lumière infrarouge. De plus, los angeles façon dont ces objets sont fabriqués et étiquetés sur leurs surfaces repose sur des imprimantes three-D, qui ont tendance à être très lentes et ne peuvent souvent fabriquer que de petits objets.

StructCode, du moins dans sa model originale, est basé sur des objets produits à l’aide de tactics de découpe laser qui peuvent être fabriqués en quelques mins, plutôt qu’en quelques heures avec une imprimante three-D. De plus, des informations peuvent être extraites de ces objets à l’aide de caméras RVB que l’on trouve généralement dans les smartphones ; Il n’est pas nécessaire de pouvoir travailler dans los angeles gamme infrarouge du spectre.

Lors des premières démonstrations de l’idée, l’équipe dirigée par le MIT a décidé de construire des objets en bois, en fabriquant des pièces comme des meubles, des cadres, des pots de fleurs ou des jouets qui se prêteraient à une fabrication découpée au laser. L. a. principale query à résoudre était los angeles suivante : remark les informations pouvaient-elles être stockées de manière discrète et permanente, par rapport aux codes-barres et aux codes QR attachés en externe, et sans compromettre l’intégrité structurelle de l’objet ?

L. a. resolution de l’équipe, pour l’speedy, consiste à s’appuyer sur les joints, omniprésents dans les objets en bois constitués de plusieurs composants. Le plus courant est peut-être l’assemblage des doigts, qui se caractérise par une sorte de motif à chevrons dans lequel deux pièces de bois sont juxtaposées à attitude droit de sorte que chaque “doigt” dépassant le lengthy de l’assemblage de los angeles première pièce s’insère dans un “espace” correspondant dans le joint du joint. L. a. deuxième pièce, ainsi que chaque espace dans le joint de los angeles première pièce, est fermé avec un doigt de los angeles seconde.

“Les articulations présentent des caractéristiques répétitives, qui sont comme des éléments répétitifs”, explique Dugan. Pour créer un symbole, les chercheurs modifient légèrement los angeles longueur des espaces ou des doigts. L. a. longueur de los angeles taille same old est donnée 1. L. a. longueur légèrement plus courte est attribuée 0 et los angeles longueur légèrement plus longue est attribuée 2. Le système de cryptage est basé sur los angeles séquence de ces nombres, ou bits, qui peuvent être observés le lengthy du joint. Pour chaque chaîne de quatre bits, il y a 81(3⁴) Différences possibles.

L’équipe a également démontré des moyens d’encoder des messages dans des « charnières vivantes » – un sort de charnière fabriquée en prenant un morceau de matériau plat et rigide et en le rendant pliable en coupant une série de lignes verticales parallèles. Comme pour les articulations des doigts, los angeles distance entre ces lignes peut varier : 1 est los angeles longueur same old, 0 est une longueur légèrement plus courte et 2 est une longueur légèrement plus longue. De cette manière, le code peut être compilé à partir d’un objet contenant une jointure dynamique.

L’idée est décrite dans un article intitulé « StructCode : Leveraging Production Items to Retailer Information in Laser-Lower Items », qui a été présenté ce mois-ci lors du symposium ACM 2023 sur los angeles fabrication informatique à New York. Duggan, le premier auteur de l’article, est rejoint par Mueller et quatre co-auteurs : Grace Tang ’23, récente diplômée du MIT, MNG ’23 ; Richard Chee, premier cycle du MIT ; Vivian Hsenyoh Chan, étudiante diplômée de l’UC Berkeley ; et le professeur adjoint de l’Université Cornell, Theis Rommen.

“Dans le domaine des matériaux et du design, on a souvent tendance à associer los angeles nouveauté et l’innovation à des matériaux ou à des tactics de fabrication complètement nouveaux”, explique Elvin Karana, professeur d’innovation et de design des matériaux à l’Université de technologie de Delft. L’une des choses qui enthousiasme le plus Karana à propos de StructCode est qu’il offre une nouvelle façon de stocker des données en « appliquant des applied sciences couramment utilisées comme los angeles découpe laser et des matériaux omniprésents comme le bois ».

L’idée de StructCode est “easy, élégante et parfaitement logique. C’est comme avoir une pierre de Rosette pour aider à déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens”, ajoute l’informaticien Ellen Yee Luen Du de l’Université du Colorado.

Patrick Budisch, informaticien à l’Institut Hasso Plattner en Allemagne, considère StructCode comme « un grand pas en avant dans le domaine de los angeles fabrication personnalisée. Il utilise une fonctionnalité essentielle qui n’est aujourd’hui proposée que pour les produits produits en série, et los angeles transforme en objets personnalisés.”

Voici en bref remark cela fonctionne : tout d’abord, une découpeuse laser, guidée par un modèle généré by way of StructCode, usine un objet dans lequel les informations codées sont intégrées. Après avoir téléchargé l’utility StructCode, l’utilisateur peut décoder le message caché en pointant l’appareil photograph du téléphone cellular vers l’objet, ce qui (avec l’aide du logiciel StructCode) peut détecter de subtiles différences de longueur trouvées dans les articulations externes ou les charnières actives du corps.

Dogan affirme que le processus est plus facile si l’utilisateur est équipé de lunettes de réalité augmentée. “Dans ce cas, vous n’avez pas besoin de pointer los angeles caméra. L’knowledge arrive automatiquement.” Cela pourrait donner aux gens davantage de « tremendous pouvoirs » que les concepteurs de StructCode espèrent donner.

“Le corps n’a pas besoin de contenir beaucoup d’informations”, ajoute Dugan. “Juste assez – sous forme d’URL par exemple – pour diriger les gens vers des endroits où ils peuvent trouver ce qu’ils ont besoin de savoir.”

Les utilisateurs peuvent être dirigés vers un web site Internet où ils peuvent obtenir des informations sur l’objet – remark en prendre soin, et peut-être éventuellement remark le démonter et recycler (ou éliminer en toute sécurité) son contenu. Un pot de fleur fabriqué avec une charnière vivante peut indiquer à l’utilisateur, sur los angeles base des enregistrements enregistrés en ligne, quand los angeles plante à l’intérieur du pot a été arrosée pour los angeles dernière fois et quand elle doit être arrosée à nouveau.

Grâce à StructCode, les enfants examinant le jouet alligator peuvent apprendre des détails scientifiques sur différentes events de l’anatomie de l’animal. Un cadre photograph composé de jointures modifiées par StructCode peut aider les gens à identifier los angeles peinture à l’intérieur du cadre et los angeles ou les personnes qui ont créé l’œuvre d’artwork – et peut-être créer un lien vers une vidéo d’un artiste parlant de cette œuvre en direct.

“Cette technologie pourrait ouvrir los angeles voie à de nouvelles programs, telles que des expositions interactives dans les musées”, explique Raf Ramakers, informaticien à l’université de Hasselt en Belgique. «Il offre le potentiel d’élargir los angeles façon dont nous percevons et interagissons avec les objets du quotidien» – et c’est précisément l’objectif qui reason le travail de Dugan et de ses collègues.

Mais StructCode n’est pas los angeles fin, pour Dugan et ses collaborateurs. L. a. même approche générale peut être adaptée à d’autres tactics de fabrication que los angeles découpe laser, et le stockage des informations ne doit pas nécessairement se limiter aux joints d’objets en bois.

Les données peuvent être représentées, par exemple, dans los angeles texture de los angeles peau, dans le motif de pièces tissées ou tricotées, ou cachées par d’autres moyens dans l’symbol. Dugan est enthousiasmé par l’étendue des choices disponibles et par le fait que « leurs explorations de ce nouveau monde de possibilités, conçues pour rendre les choses et notre monde plus interactifs, ne font que commencer ».

Cette histoire a été republiée grâce à MIT Information (internet.mit.edu/newsoffice/), un web site populaire couvrant l’actualité de los angeles recherche, de l’innovation et de l’enseignement du MIT.