2018/10/11
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研究人员开发了3D打印辅助技术，可以无线跟踪和存储
近日，华盛顿大学(University of Washington)的研究人员开发出了3D打印对象辅助技术，可以追踪和存储人们在不使用电池或电子设备的情况下如何使用它们。虽然定制的3D打印设备，如假肢或“智能”药瓶，可以帮助患者记住他们的日常药物，这些塑料部件没有电子设备，不能用来监测患者如何使用它们。
“我们有兴趣通过3D打印制作无障碍辅助技术，但我们没有简单的方法来了解人们如何使用它，”合著者Jennifer Mankoff说，他是UW Paul G. Allen计算机学院的教授。 “我们能否提出一种无电路解决方案，可以打印在消费级现成的打印机上，并允许设备本身收集信息？这就是我们在本文中所展示的内容。“
后排(从左至右)：Vikram Iyer, Jennifer Mankoff, Ian Culhane；前排：Shyam Gollakota, Justin Chan
此前，研究人员开发了第一个3D打印塑料物体和传感器，可以收集有用的数据，并完全独立地与其他无线连接设备进行通信。然而，他们的设备能够在一个方向上跟踪运动，比如监测洗衣粉的浓度或测量风速或水速。但现在他们需要制造出能够监控双向运动的物体，比如打开和关闭药瓶。
“上次，我们有一个转向一个方向的齿轮。当液体流过齿轮时，它会向下推动一个开关来接触天线。“这次我们有两个天线，一个在顶部，一个在底部，可以通过一个连接齿轮的开关来连接。所以打开药瓶盖，把齿轮朝一个方向移动，这个方向推动开关去接触两个天线中的一个。然后关闭药瓶盖，使齿轮转向相反的方向，开关击中另一个天线。这两个天线都是一样的，所以研究小组找到了一种方法来解码盖子移动的方向。
“齿轮的牙齿有一个特定的序列来编码信息。这就像摩尔斯电码。“所以当你把盖子朝一个方向转动时，你就会看到信息在前进。但当你把盖子转向另一个方向时，你会得到一个相反的信息。
至于在Wi-Fi范围之外存储其使用信息，研究人员选择了一种胰岛素笔，它可以监测其使用情况，并在信号不足时发出信号。古拉科塔说:“即使没有Wi-Fi连接，你仍然可以服用胰岛素。”所以我们需要一种机制来存储你使用它的次数。一旦你回到这个范围，你就可以把储存的数据上传到云端。
这种方法需要机械运动，如按下按钮，并通过在只能单向移动的棘轮内卷起弹簧来存储信息。每次按下一个按钮，弹簧就会变紧。当用户回到WiFi范围时，他们可以松开棘轮，弹簧就会松开。当齿轮转动时，它会移动一个触发开关来反复接触天线的齿轮。计算每个联系人，以确定用户按下按钮的次数。
下一个挑战是让这些3D打印设备变得更小，这样它们就可以嵌入真正的药瓶、假肢或胰岛素笔中。这项研究由国家科学基金会和谷歌教师奖资助，UW团队将于10月15日在柏林举行的ACM用户界面软件和技术研讨会上公布研究结果。
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