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InfraredTags etiquetas impressas em 3D invisíveis podem armazenar dados em objetos físicos

E se você pudesse armazenar em objetos físicos os mesmos metadados “ocultos” que você encontra em produtos digitais, como músicas e fotos? O conceito foi explorado em um estudo de Mustafa Doga Dogan, um Ph.D. do 4º ano. estudante do MIT e sua equipe.

Enquanto trabalhava com colegas do MIT CSAIL (Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial) e um cientista de pesquisa no Facebook, Dogan surgiu com um conceito que chamou de InfraredTags: no lugar dos códigos de barras padrão afixados aos produtos, que podem ser removidos ou destacados ou tornam-se ilegíveis ao longo do tempo, essas etiquetas impressas em 3D são discretas (devido ao fato de serem invisíveis) e muito mais duráveis, uma vez que são incorporadas no interior de objetos fabricados em impressoras 3D padrão.

A ideia, a princípio, era um pouco abstrata para Dogan. Mas seu pensamento se solidificou no final de 2020, quando ele ouviu falar de um novo modelo de smartphone com uma câmera que utiliza uma parte do espectro eletromagnético – o regime infravermelho (IR) – que o olho nu não consegue perceber. Além disso, a luz IR tem uma capacidade única de ver através de certos materiais que são opacos à luz visível. Ocorreu a Dogan que esse recurso, em particular, poderia ser útil.

No ano passado, Dogan passou alguns meses tentando encontrar uma variedade adequada de plástico pelo qual a luz infravermelha pudesse passar. Teria que vir na forma de um carretel de filamento projetado especificamente para impressoras 3D. Após uma extensa pesquisa, ele encontrou filamentos de plástico personalizados feitos por uma pequena empresa alemã que parecia promissor. Ele então usou um espectrofotômetro em um laboratório de ciência de materiais do MIT para analisar uma amostra, onde descobriu que, com certeza, era opaco à luz visível, mas transparente ou translúcido à luz infravermelha – exatamente as propriedades que ele estava procurando.

O próximo passo foi experimentar técnicas para fazer as infraredtags impressas em 3D em uma impressora de mesa. Uma opção era produzir o código esculpindo pequenas lacunas de ar – proxies para 0s e 1s – em uma camada de plástico. Outra opção, supondo que uma impressora disponível pudesse lidar com isso, seria usar dois tipos de plástico, um que transmita luz infravermelha e outro – sobre o qual o código está inscrito – que é opaco. A abordagem de material duplo é preferível, quando possível, porque pode fornecer um contraste mais claro e, portanto, pode ser lida mais facilmente com uma câmera IR.

As próprias etiquetas impressas em 3D podem consistir em códigos de barras familiares, que apresentam informações em um formato linear e unidimensional. Opções bidimensionais – como códigos QR quadrados (comumente usados, por exemplo, em etiquetas de devolução) e os chamados marcadores ArUco (fiduciais) – podem potencialmente empacotar mais informações na mesma área.

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Alguns dos modelos de etiquetas que podem ser feitos.

A equipe do MIT desenvolveu uma “interface de usuário” de software que especifica exatamente como a tag deve ser e onde ela deve aparecer em um objeto específico. Múltiplas infraredtags impressas em 3D podem ser colocadas em todo o mesmo objeto, de fato, facilitando o acesso às informações no caso de vistas de determinados ângulos serem obstruídas.

InfraredTags é uma abordagem realmente inteligente, útil e acessível para incorporar informações em objetos”, comenta Fraser Anderson, Cientista de Pesquisa Principal Sênior do Centro de Tecnologia Autodesk em Toronto. “Posso imaginar facilmente um futuro em que você possa apontar uma câmera padrão para qualquer objeto e ela forneceria informações sobre esse objeto – onde foi fabricado, os materiais usados ​​ou instruções de reparo – e você nem precisaria procurar por um código de barras”.

Dogan e seus colaboradores criaram vários protótipos nessa linha, incluindo canecas com códigos de barras gravados dentro das paredes do contêiner, sob uma concha plástica de 1 milímetro, que pode ser lida por câmeras de infravermelho. Eles também fabricaram um protótipo de roteador Wi-Fi com etiquetas impressas em 3D invisíveis que revelam o nome ou a senha da rede, dependendo da perspectiva da qual é vista.

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A tecnologia no roteador pode ser utilizada para facilitar o acesso a rede.

Eles fizeram um controlador de videogame barato, em forma de roda, que é completamente passivo, sem nenhum componente eletrônico. Possui apenas um código de barras (marcador ArUco) dentro. Um jogador simplesmente gira a roda, no sentido horário ou anti-horário, e uma câmera infravermelha barata (US$ 20) pode determinar sua orientação no espaço.

No futuro, se as etiquetas impressas em 3D como essas se espalharem, as pessoas poderão usar seus celulares para acender e apagar luzes, controlar o volume de um alto-falante ou regular a temperatura em um termostato. Dogan e seus colegas estão analisando a possibilidade de adicionar câmeras IR a fones de ouvido de realidade aumentada. Ele se imagina andando em um supermercado, algum dia, usando esses fones de ouvido e obtendo instantaneamente informações sobre os produtos ao seu redor – quantas calorias há em uma porção individual e quais são algumas receitas para prepará-la?

Kaan Akşit, professor associado de ciência da computação da University College London, vê um grande potencial para essa tecnologia. “A indústria de rotulagem e etiquetagem é uma grande parte do nosso dia-a-dia”, diz Akşit. “Tudo o que compramos de mercearias a peças para serem substituídas em nossos aparelhos (por exemplo, baterias, circuitos, computadores, peças de automóveis) deve ser identificado e rastreado corretamente.

O trabalho de Dogan aborda esses problemas fornecendo um sistema de marcação invisível que é principalmente protegido contra as areias do tempo.” E à medida que noções futuristas como o metaverso se tornam parte de nossa realidade, Akşit acrescenta: “O mecanismo de marcação e rotulagem de Dogan pode nos ajudar a trazer uma cópia digital de itens conosco enquanto exploramos ambientes virtuais tridimensionais”. Ficou curioso para saber mais sobre o funcionamento das infraredtags, leia a matéria completa no site.

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