Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) suchten einen Weg unsichtbare Codes in Objekte für Augmented Reality einzubetten. Das Forscherteam entwickelte ein Konzept namens „InfraredTags“, bei dem es gelang, Codes so in 3D-gedruckte Objekte einzubetten, dass diese nur mit Infrarotlicht gesehen werden können. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.

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Logo Massachusetts Institute of TechnologyEin Forscherteam am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat
untersucht, ob es möglich wäre, in physischen Objekten dieselben „versteckten“ Metadaten wie in digitalen Produkten wie Musik oder Fotos zu speichern. Mustafa Doga Dogan, ein Ph.D. im 4. Jahr, und sein Team arbeiteten gemeinsam mit dem MIT CSAIL und einem Forschungswissenschaftler bei Facebook an einem Konzept namens „InfraredTags“ nannte. Diese sollen anstelle von Barcodes an Produkten angebracht und entfernt oder abgenommen werden können. Da sie unsichtbar sind, fallen sie auch niemandem auf. Eingebettet in das Innere von Objekten sind sie weitaus langlebiger. Ihre Arbeit haben sie in einem Paper veröffentlicht (PDF, 12,1 MB; öffnet in neuem Fenster).

Details zur Entstehung der „InfraredTags“

Infrarotlicht ist durch bestimmte Materialien zu sehen, die für sichtbares Licht undurchlässig sind. Im Vorjahr suchte Dogan eine geeignete Kunststoffsorte, die IR-Licht durchdringen kann. Diese müsste als Filament für den 3D-Drucker vorliegen.

Mann liest mit IR-Kamera den InfraredTag
Das Team experimentierte mit Techniken zur Herstellung von 3D-gedruckten Tags auf einem Desktop-Drucker (im Bild: Praxisbeispiel)(Bild © MIT).

Er entdeckte maßgeschneiderte Kunststoff-Filamente einer kleinen deutschen Firma. Mit einem Spektrophotometer analysierte er eine Probe, die zeigte, dass das Material für sichtbares Licht undurchsichtig, aber für IR-Licht durchscheinend ist.

Mit einem Desktop-Drucker experimentierten die Forscher mit Techniken zur Herstellung von 3D-gedruckten Tags. In einem Beispiel erzeugten sie den Code, indem winzige Luftspalte, stellvertretend für Nullen und Einsen, in eine Plastikschicht geschnitzt wurden. Eine andere Möglichkeit wäre ein 3D-Drucker, der mit der Verwendung von zwei Arten von Kunststoff, einem IR-durchlässigen und einen zweiten, zurechtkommt. Auf dem einen Kunststoff wäre der Code undurchsichtig eingraviert. Dogan sieht im Dual-Material-Ansatz einen Vorteil, da er leicht mit einer IR-Kamera gelesen werden kann.

Mehr Informationen in denselben Bereich packen

Die 3D-gedruckten Tags könnten Barcodes sein, die Informationen in einem linearen, eindimensionalen Format darstellen. Zweidimensionale Optionen wie quadratische QR-Codes, wie sie zum Beispiel auf Rücksendeetiketten verwendet werden und „ArUco-Marker (Fiducial)“, können mehr Informationen in denselben Bereich packen.

Beispiele für InfrardTags
Dogan und seine Mitarbeiter haben mehrere Prototypen erstellt (im Bild: Beispiele für InfraredTags)(Bild © MIT).

Eine vom Forscher entwickelte Software-„Benutzeroberfläche“, gibt an, wie das Tag aussehen und wo es in einem Objekt erscheinen soll. In einem Objekt könnten mehrere 3D-gedruckte Tags platziert werden, was zum Beispiel, wenn die Sicht aus bestimmten Winkeln behindert wird, den Zugriff auf Informationen erleichtert.

Fraser Anderson, Senior Principal Research Scientist am Autodesk Technology Centre in Toronto, erklärte:

„InfraredTags ist ein wirklich cleverer, nützlicher und zugänglicher Ansatz zum Einbetten von Informationen in Objekte. Ich kann mir leicht eine Zukunft vorstellen, in der Sie eine Standardkamera auf ein beliebiges Objekt richten können und Informationen über dieses Objekt erhalten würden – wo es hergestellt wurde, die verwendeten Materialien oder Reparaturanweisungen, ohne einen Barcode suchen zu müssen.“

Dogan und sein Team erstellten mehrere Prototypen. Es entstanden Becher mit in Behälterwände eingravierten Strichcodes unter einer 1 ml – Plastikhülle, die von IR-Kameras gelesen werden kann. Sie stellten auch einen WiFi-Router-Prototypen mit unsichtbaren 3D-gedruckten Tags, die den Netzwerknamen oder das Passwort enthüllen, je nachdem, aus welcher Perspektive es betrachtet wird. Dogan und sein Team untersuchten außerdem die Möglichkeit, IR-Kameras zu Augmented-Reality-Headsets hinzuzufügen. Er stellt sich vor, eines Tages durch einen Supermarkt zu gehen, solche Headsets zu tragen und sofort Informationen über die Produkte um ihn herum zu erhalten.

Sicht mit bloßem Auge und mit IR-Licht
Die 3D-gedruckten Tags selbst könnten aus bekannten Barcodes bestehen, die Informationen in einem linearen, eindimensionalen Format darstellen (Im Bild: Sicht mit bloßem Auge und mit IR-Licht)(Bild © MIT).

Kaan Akşit, außerordentlicher Professor für Informatik am University College London, sieht großes Potenzial für diese Technologie.

Er sagt:

„Die Etikettier- und Kennzeichnungsindustrie ist ein großer Teil unseres täglichen Lebens. Alles, was wir in Lebensmittelgeschäften kaufen, bis hin zu Teilen, die in unseren Geräten ersetzt werden müssen (z. B. Batterien, Schaltkreise, Computer, Autoteile), muss korrekt identifiziert und nachverfolgt werden. Die Arbeit von Dogan befasst sich mit diesen Problemen, indem sie ein unsichtbares Tagging-System bereitstellt, das weitgehend vor dem Sand der Zeit geschützt ist.“

Unsichtbare Codes in Objekte für AR einbetten

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