Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben vor wenigen Wochen den 3D-Druck von sogenannten Infrared-Tags vorgestellt. Nun ist es ihnen zusammen mit Forschern von Facebook Reality Labs gelungen, eine Art Controller herzustellen, den Benutzer selbst zu Hause drucken könnten. Sie entwickelten außerdem eine Schnittstelle und eine App, mit der die Informationen in den IR-Tags allen zugänglich gemacht werden, nicht nur jenen mit teuren Smartphones.

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Forscher der Facebook Reality Labs und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Methode entwickelt, mit der sie Objekte mit 3D-Druck herstellen können, die nicht sichtbare Augmented-Reality-Marker (AR) aufweisen. Die Forscher hatten Teile entworfen mit eingebauten Lücken, die in QR-Codes gemustert wurden und im Anschluss aus infrarotem emittierendem Filament mit einem 3D-Drucker hergestellt wurden. Dabei bemerkten sie, dass sie Objekte erstellen konnten, die für die AR-Geräteschnittstelle geeignet sind.

Die Ingenieure erklärten, dass es möglich sei, die Bewegung dieser Gegenstände zu verfolgen. Sie könnten sie auch als Controller verwenden und einen solche zu Hause zu drucken. Die Forscher stellten ihre Arbeit in einem Artikel mit dem Titel InfraredTags: Embedding Invisible AR Markers and Barcodes Using Low-Cost, Infrared-Based 3D Printing and Imaging Tools. Über den 3D-Druck von IR-Tags hatten wir bereits in einem früheren Beitrag berichtet.

Die Integration von AR-Tags

3D-Druck eines Controllers
Sie druckten ein Rad mit eingebetteten Bezugsmarkierungen in 3D und konnten so die Bewegung verfolgen (im Bild: Spieler mit dem Rad)(Bild © MIT/Facebook Reality Labs).

AR-Technologien können vom Metaversum bis hin zu chirurgischen Trainingssimulatoren genutzt werden. Forscher arbeiten daran, den 3D-Druck mit diesen Technologien zu kombinieren. In ihrer aktuellen Arbeit haben die Forscher Objekte mit Luftspalten aus IR-Filamenten in 3D gedruckt. Diese konnten sie mit einer kostengünstigen Kamera scannen. Das Harz wurde vor dem 3D-Druck mit IR-Farbstoff getränkt und über einen teuren modifizierten 3D-Drucker aufgebracht.

Das Team erklärte im Artikel:

„Wir haben die Hauptgeometrie des Objekts mit IR-Filament 3D-gedruckt, während das Etikett selbst durch Hinterlassen von Luftspalten erstellt wird. Da die Hauptgeometrie im IR-Bereich semitransparent ist, kann die Nahinfrarotkamera hindurchsehen und die Luftspalte, also die Markierung, erfassen, die sich in einer anderen Intensität zeigt.“

Die Forscher betteten mit einem alltäglichen FDM-3D-Drucker mit IR-emittierendem PLA-Filament einen Tag in ein Objekt ein. Das brachte einen lesbaren Code hervor. Das Team erkannte, dass sie durch das Mischen des Materials mit normalem PLA den Kontrast zwischen Lücken und gefüllten Bereichen verbessern können, was wiederum klarere Markierungen hervorbrachte. Sie optimierten ihren 3D-Druck-Ansatz und wandten sich der Schnittstelle aller QR-Codes mit digitalen Geräten zu. Die Tags konnten über die IR-Kameras vieler Smartphone gelesen werden, das sei den Forschern zufolge jedoch eher eine Premiumfunktion. Damit das Ganze allgemein zugänglicher wird, entwickelten sie ein benutzerdefiniertes Bildgebungsmodul und eine App.

Tag wird im 3D-Modell integriert
Die Forscher entwickelten ein benutzerdefiniertes Bildgebungsmodul und eine App (Bild © MIT/Facebook Reality Labs).

Ihr Adapter besteht aus einer IR-Kamera und einem Sperrfilter für sichtbares Licht und zwei IR-LEDs zur Beleuchtung von Objekten im Dunkeln. Diese sind in einem 3D-gedruckten TPU-Gehäuse untergebracht und sollen mit jedem modernen Mobiltelefon funktionieren. Das Add-on zeigt den Benutzern, was sie sehen können.

3D-gedruckter Controller

Sie testeten ihren „InfraredTag“-Ansatz indem sie ein Rad mit eingebetteten Bezugsmarkierungen in 3D druckten. Dadurch konnten sie die Bewegungen verfolgen und als Spielsteuerungseingabe verwenden. Laut dem Team seien solche Objekte ideal für die Verwendung mit IR-ausgestatteten AR-Headsets wie Microsofts HoloLens 2 und eignen sich für die gemeinsame Nutzung von Daten.

Details zum Adapter vom FB Reality Labs und MIT - Team
Damit die Tags jedem zugänglich sind, hat das Team einen 3D-gedruckten Adapter entwickelt (im Bild)(Bild © MIT/Facebook Reality Labs).

Abschließend sagte das Team:

„Die räumliche Einbettung von Metadaten oder Dokumentationsinformationen in das Objekt selbst kann eine reichhaltigere Kontextualisierung bieten und den Informationsaustausch ermöglichen. Zum Beispiel können wir den Herstellungs-/Herkunftslink des Objekts (z. B. eine verkürzte Thingiverse-URL) als InfraredTag einbetten, damit Benutzer nachschlagen können, falls sie weitere Informationen von seinem Ersteller erhalten oder es selbst in 3D drucken möchten.“

Einbetten unsichtbarer AR-Markierungen

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