Bayangkan sebotol deterjen cucian yang bisa merespon saat Anda kehabisan sabun – dan secara otomatis terhubung ke internet untuk memesan persediaan.
Periset University of Washington adalah yang pertama membuat kenyataan ini melalui benda plastik dan sensor cetak 3D yang dapat mengumpulkan data bermanfaat dan berkomunikasi dengan perangkat WiFi lainnya yang terhubung sepenuhnya.
Dengan model CAD yang disediakan tim untuk umum, penggemar pencetakan 3D akan dapat membuat benda dari plastik yang tersedia secara komersial yang dapat berkomunikasi tanpa kabel dengan perangkat cerdas lainnya. Itu bisa mencakup slider bebas baterai yang mengendalikan volume musik, sebuah tombol yang secara otomatis memesan lebih banyak cornflake dari Amazon atau sensor air yang mengirimkan alarm ke ponsel Anda saat mendeteksi kebocoran.
“Tujuan kami adalah menciptakan sesuatu yang baru saja keluar dari printer 3D Anda di rumah dan dapat mengirimkan informasi yang berguna ke perangkat lain,” kata penulis utama dan mahasiswa doktor teknik elektro UW Vikram Iyer. “Tapi tantangan besarnya adalah bagaimana Anda berkomunikasi secara nirkabel dengan WiFi hanya menggunakan plastik? Itu adalah sesuatu yang tidak bisa dilakukan sebelumnya.”
Sistem ini dijelaskan dalam makalah yang dipresentasikan pada 30 November di SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques in Asia.
Untuk benda cetak 3D yang dapat berkomunikasi dengan receiver WiFi komersial, tim menggunakan teknik backscatter yang memungkinkan perangkat untuk bertukar informasi. Dalam kasus ini, tim mengganti beberapa fungsi yang biasanya dilakukan oleh komponen listrik dengan gerakan mekanis yang diaktifkan oleh pegas, roda gigi, sakelar dan bagian lainnya yang dapat dicetak 3D – meminjam dari prinsip-prinsip yang memungkinkan jam tangan tanpa baterai
Sistem backscatter menggunakan antena untuk mentransmisikan data dengan memantulkan sinyal radio yang dipancarkan oleh router WiFi atau perangkat lain. Informasi yang disematkan pada pola yang tercermin dapat diterjemahkan oleh penerima WiFi. Dalam hal ini, antena terkandung dalam benda cetakan 3D yang terbuat dari cetakan filamen konduktif yang mencampur plastik dengan tembaga.
Gerakan fisik -menekan sebuah tombol, sabun cuci yang mengalir dari botol, memutar kenop, mengeluarkan palu dari rak peralatan- memicu roda gigi dan pegas di tempat lain pada benda cetakan 3D yang menyebabkan saklar konduktif menyambung atau memutuskan hubungan sesaat dengan antena dan mengubah keadaan reflektifnya. Informasi – dalam bentuk 1s dan 0s – dikodekan oleh ada tidaknya gigi pada perkakas. Energi dari pegas melingkar mendorong sistem perkakas, juga lebar dan pola gigi gigi mengendalikan berapa lama saklar backscatter membuat kontak dengan antena, menciptakan pola sinyal pantulan yang dapat didekode oleh penerima WiFi.
“Saat Anda menuangkan deterjen dari botol, misalnya, kecepatan putaran gigi akan memberitahu Anda berapa banyak sabun yang mengalir. Interaksi antara saklar cetak 3 dimensi dan antena secara nirkabel mentransmisikan data tersebut,” kata senior penulis dan profesor Allen School Shyam Gollakota. “Kemudian receiver bisa melacak berapa banyak deterjen yang Anda tinggalkan dan saat penurunannya di bawah jumlah tertentu, secara otomatis Anda dapat mengirim pesan ke aplikasi toko online Anda untuk memesan lebih banyak.”
Tim dari UW Networks & Mobile Systems Lab 3D mencetak beberapa alat berbeda yang dapat merasakan dan mengirim informasi dengan sukses ke perangkat lain yang terhubung: meteran angin, flow meter air dan timbangan. Mereka juga mencetak flow meter yang digunakan untuk melacak dan memesan sabun cuci, dan pemegang tabung uji yang dapat digunakan untuk mengelola persediaan atau mengukur jumlah cairan di setiap tabung reaksi.
Mereka juga memasang widget masukan WiFi 3D seperti tombol, tombol dan slider yang dapat disesuaikan untuk berkomunikasi dengan perangkat cerdas lainnya di rumah dan memungkinkan ekosistem “objek berbicara” yang kaya yang dapat merasakan dan berinteraksi dengan lingkungan mereka dengan mulus.
Dengan menggunakan jenis filamen pencetakan 3-D yang berbeda yang menggabungkan plastik dengan besi, tim juga memanfaatkan sifat magnetik untuk mengkodekan informasi statis dalam benda cetakan 3-D-yang bisa berkisar dari identifikasi kode batang untuk keperluan inventaris atau informasi tentang objek yang diceritakan robot bagaimana berinteraksi dengannya.
“Sepertinya ada benda cetakan 3D biasa tapi ada informasi tak terlihat di dalamnya yang bisa dibaca dengan smartphone Anda,” kata mahasiswa doktoral Allen School dan co-lead author Justin Chan.
