Невидимая система 3D меток

BrightMarker-это метод изготовления, который использует флуоресцентные нити для встроенного легко отслеживаемых маркеров в 3D-печатных цветовых объектов. MIT CSAIL

QR -коды стали обыденностью в повседневной жизни.Независимо от того, видите ли вы один на купоне в продуктовом магазине, флаере на доске объявлений или на стене на музейной выставке, каждый код содержит встроенные данные.

К сожалению, QR -коды в физических пространствах иногда фальсифицируются казалось бы, безобидный набор пикселей, может привести к опасным вирусам.

Исследователи из лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT (CSAIL) разработали еще один потенциальный вариант: BrightMarker, невидимый флуоресцентный тег, скрытый в 3D-печатных объектах, таких как мяч, контейнер, корпус гаджета или снаряжение.Исследователи считают, что их система может улучшить отслеживание движения, виртуальную реальность и обнаружение объектов.

Чтобы создать маркировку, пользователи могут загрузить программный плагин команды CSAIL для программ 3D -моделирования, таких как Blender.После размещения тега в геометрию их дизайна они могут экспортировать его в виде файла STL для 3D -печати.С флуоресцентными нитями, вставленными в принтер, пользователи могут изготовить объект со скрытым тегом, очень похожим на невидимый QR -код.Пользователи должны будут внедрить свои маркеры в объект, прежде чем он будет изготовлен, что означает, что теги не могут быть добавлены в существующие элементы.

Флуоресцентные материалы позволяют каждому метку излучать свет на определенной длине волны вблизи инфракрасных инфракрас, что делает их доступными с высоким контрастом в инфракрасных камерах.Исследователи разработали две прикрепленные аппаратные установки, способные обнаружить яркие маркировки: один для смартфонов и одну для гарнитур дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR).

Оба имеют способность просматривать и сканировать маркеры, которые напоминают QR-коды Glow-in-The-Dark.Окружные объекты могут быть скрыты из обзора с помощью фильтра Longpass, еще одной прикрепляемой части, который только обнаружил флуоресценцию.

Яркие маркировщики незабываемы к невооруженным глазам и ненавязчивой, а это означает, что они не изменяют форму, внешний вид или функцию объекта.Это делает их защищенными от несоблюдения, в то время как беспрепятственно внедряет метаданные в физический мир.Добавляя уровень подключения между данными и физическими объектами, пользователи будут иметь доступ к более интерактивному опыту с окружающим миром.

«В сегодняшнем быстро развивающемся мире, где линии между реальной и цифровой средой продолжают размыться, существует постоянно растущий спрос на надежные решения, которые плавно связывают физические объекты со своими цифровыми аналогами»,-говорит MIT CSAIL и Департамент электротехники и инженерияИнформационная наукаКандидат Мустафа Дога Доган.

«Яркие маркировщики служат шлюзом для« вездесущих метаданных »в физическом сфере. Этот термин относится к концепции встраивания метаданных - взыскательной информации о личности, происхождении, функции и многом другомсопровождая каждый продукт ».

Их система показала результат в настройках виртуальной реальности.Например, игрушечный световой меч со встроенным ярким маркером можно использовать в качестве внутриигрового инструмента для прорези через виртуальную среду, используя аппаратную часть с детектированием тегов.Этот инструмент может позволить другим игровым объектам для более захватывающего виртуального опыта.

«В будущем, где преобладают парадигма AR и VR, распознавание объектов, отслеживание и отслеживание, имеют решающее значение для соединения физических и цифровых миров: BrightMarker-это только начало»,-говорит MIT CSAIL, посещающий исследователь Рауль Гарсиа-Мартин, который делает свойКандидат наук.в университете Карлос III из Мадрида.«Беспланное отслеживание BrightMarker знаменует собой начало этого захватывающего путешествия в технологическое будущее».

Что касается отслеживания движения, яркие маркировки могут быть реализованы в носимые устройства, которые могут точно следовать за движениями конечностей.Например, пользователь может носить браслет с имплантированным ярким маркером, что позволяет кусочке оборудования для обнаружения для оцифровки движения пользователя.Если игровой дизайнер хотел разработать подлинный опыт от первого лица, он мог бы моделировать руки своих персонажей после точного отслеживания каждого маркера.Система может поддерживать пользователей с нарушениями и различными размерами конечностей, преодолевая разрыв между цифровым и физическим опытом для широкой пользовательской базы.

BrightMarkers также можно отслеживать через цепочку поставок.Производители на месте могут сканировать метки в разных местах, чтобы захватить метаданные о происхождении и движениях продукта.Аналогичным образом, потребители могут проверить цифровую подпись продукта, чтобы проверить информацию о этических источниках и утилизации, аналогично предложенным паспортам цифрового продукта Европейского Союза.

Другое потенциальное применение: мониторинг ночного видения в камерах безопасности домашней безопасности.Если пользователь хотел, чтобы их владения были в безопасности в одночасье, камера может быть оборудована для наблюдения за объектами с оборудованием, предназначенным для отслеживания и уведомления владельца о любых движениях.В отличие от своих готовых аналогов, этой камере не нужно было бы захватывать всю комнату пользователя, сохраняя их конфиденциальность.

Работа Догана и его команды могут показаться знакомыми: ранее они разработали InfraredTags, технологию для встраивания данных на 3D-печать тегов в физические объекты, которая была номинирована на лучшую демонстрационную награду на людей на конференции ACM CHI 2022Полем

В то время как их предыдущий проект работал только для черных объектов, у пользователей есть несколько вариантов цвета с BrightMarker.Благодаря флуоресцентным материалам эти метки настроены для излучения света на определенной длине волны, что облегчает их изоляцию и отслеживание, чем инфраредаги, которые могут быть обнаружены только при низком контрасте из -за шума от других длин волн в захваченной среде.

«Флуоресцентные филаменты испускают свет, который можно надежно отфильтровать с помощью нашего оборудования для изображений», - говорит Доган.«Это преодолевает« размытие », часто связанное с традиционными встроенных ненавязчивыми маркерами, и позволяет эффективно отслеживать в реальном времени, даже когда объекты находятся в движении».

По сравнению с Apple Airtags, яркие маркировки являются недорогими и низкими энергией.В зависимости от приложения, однако, одно потенциальное ограничение заключается в том, что теги не могут быть добавлены в объекты после HOC в настоящее время.Кроме того, отслеживание каждого тега может быть затруднено, если рука пользователя или другой элемент в комнате препятствует представлению камеры.

В качестве средства для потенциального улучшения обнаружения, команда рекомендует объединить эту технологию с магнитными нитями, чтобы можно было также отслеживать магнитное поле объекта.Производительность обнаружения маркеров также может быть улучшена путем производства филаментов с более высокими флуорохромными концентрациями.

«Иммерсивные технологии требуют мощных возможностей для понимания сцены»,-говорит ученый Google Research, ученый Мар Гонсалес-Франко, который не участвовал в работе.«Наличие невидимых маркеров, как и из BrightMarker, может упростить потребности в компьютерном зрении и помочь устройствам помогать определить объекты, которые можно взаимодействовать, и преодолеть разрыв для пользователей AR и VR».

Доган с оптимизмом смотрит на потенциал системы, чтобы ускорить метаданные в нашей повседневной жизни.«BrightMarker имеет огромное обещание в изменении наших реальных взаимодействий с технологиями»,-отмечает он.«По мере того, как эта технология продолжает развиваться, мы можем представить себе мир, в котором яркие маркировки становятся плавно интегрированными в наши повседневные объекты, облегчая легкое взаимодействие между физическими и цифровыми сферами.

«От опыта розничной торговли, когда потребители могут получить доступ к подробной информации о продукте в магазинах до промышленных условий, где BrightMarkers оптимизируют отслеживание цепочки поставок, возможности огромные».

Больше информации: BrightMarker: 3D -печатные флуоресцентные маркеры для отслеживания объектов.groups.csail.mit.edu/hcie/file… uightmarker-paper.pdf

Эта история переиздана любезно предоставлена MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), популярный сайт, который охватывает новости о исследованиях, инновациях и преподавании MIT.