但這些塑料部件沒有電子設備启脉，這意味著他們無法監(jiān)控患者如何使用它們人蕊。

現(xiàn)在，華盛頓大學的工程師開發(fā)出了可以跟蹤和存儲自己使用的3D打印設備踏拓，而無需使用電池或電子設備赃剂。相反，該系統(tǒng)使用稱為反向散射的方法韩烹，通過該方法淑停，設備可以通過反射用天線發(fā)送給它的信號來共享信息。

“我們有興趣通過3D打印制作無障礙輔助技術酿势，但我們沒有簡單的方法來了解人們如何使用它锰抡，”合著者Jennifer Mankoff說，他是UW Paul G. Allen計算機學院的教授互艾∈院停科學與工程∪移眨“我們能否提出一種無電路解決方案阅悍，可以打印在消費級現(xiàn)成的打印機上，并允許設備本身收集信息?這就是我們在本文中展示的內容昨稼〗谑樱”

UW團隊將于10月15日在柏林的用戶界面軟件和技術ACM研討會上展示其研究成果。

華盛頓大學的工程師創(chuàng)建了一個3D打印設備原型假栓，可以存儲信息寻行，例如有人使用胰島素筆的次數，通過在棘輪內卷起一個只能向一個方向移動的彈簧(如圖所示)匾荆。當用戶釋放棘輪時拌蜘，彈簧展開并移動觸發(fā)開關以接觸天線的齒輪。計算每個聯(lián)系人以確定某人使用該設備的次數牙丽。圖片來源：Mark Stone /華盛頓大學

此前简卧，該團隊開發(fā)了第一批連接到無需電子設備的Wi-Fi的3D打印物。這些純塑料設備可以測量洗滌劑瓶是否運行不足郑舷，然后自動在線訂購佳跃。

“在這些應用中使用塑料意味著您不必擔心電池耗盡或設備變濕。這可能會改變我們對計算的看法俭宁，”資深作者艾倫學校副教授Shyam Gollakota表示啦别。“但如果我們真的想將3D打印對象轉換為智能對象贷营，我們需要監(jiān)控和存儲數據的機制怯录∧蛴”

研究人員首先解決了監(jiān)測問題。在他們之前的研究中牡呀，他們的系統(tǒng)跟蹤一個方向的運動溜舷，這適用于監(jiān)測洗衣粉水平或測量風速或水速。但現(xiàn)在他們需要制作可以監(jiān)控雙向運動的物體轧黑，如打開和關閉藥瓶开摄。

“上一次，我們有一個向一個方向轉動的齒輪且昭。當液體流過齒輪時邦马，它會向下推開關以接觸天線，”主要作者Vikram Iyer說宴卖，他是華盛頓大學電氣與計算機系的博士生工程滋将。“這次我們有兩個天線症昏，一個在頂部随闽，一個在底部，可以通過連接到齒輪的開關接觸肝谭。因此掘宪，打開藥瓶蓋可以使齒輪向一個方向移動，從而推動開關與其中一個接觸攘烛。兩個天線魏滚。然后關閉藥瓶蓋使齒輪向相反方向轉動，開關撞到另一個天線医寿。

兩個天線都是相同的，因此團隊必須設計一種方法來解碼上限移動的方向蘑斧。

“齒輪的牙齒有一個特定的順序靖秩，編碼信息。它就像摩爾斯電碼堡喳，”共同作者艾倫學校的博士生 Justin Chan說件父。“因此祸播，當你向一個方向轉動蓋子時夹它，你會看到前面的信息。但是當你向另一個方向轉動蓋子時遭唠，你會收到反向信息恢儡。”

除了跟蹤例如藥瓶蓋運動之外颊姻，這種相同的方法還可用于監(jiān)控人們如何使用假肢组莲，例如3D打印的e-NABLE手臂笙亿。這些機械手安裝在手腕上，旨在幫助手部異常的兒童抓住物體咒饼。當孩子伸出手腕時炕烈，手上的電纜會收緊，使手指閉合渔硫。因此皱坛，團隊3-D打印了一個帶有雙向傳感器原型的e-NABLE手臂，通過確定手腕的角度來監(jiān)控手的開合豆巨。

研究人員還希望創(chuàng)建一個3D打印對象剩辟，可以在Wi-Fi范圍之外存儲其使用信息。對于這個應用搀矫，他們選擇了一種可以監(jiān)測其使用的胰島素筆抹沪，然后在它變低時發(fā)出信號。

“即使你沒有Wi-Fi連接瓤球，你仍然可以服用胰島素融欧，”Gollakota說∝韵郏“因此噪馏，我們需要一種機制來存儲您使用它的次數。一旦您回到該范圍內绿饵，您就可以將存儲的數據上傳到云中欠肾。”

該方法需要機械運動拟赊，如按下按鈕椭吠，并通過在棘輪內卷起彈簧來存儲該信息，該彈簧只能在一個方向上移動蹲瘩。每當有人按下按鈕時炬锦，彈簧就會變得更緊。在用戶釋放棘輪之前架揉，它無法放松孝炫，希望在后向散射傳感器的范圍內。然后浦砸，當彈簧展開時抽茸，它會隨著齒輪轉動而移動一個齒輪，該齒輪觸發(fā)開關以反復接觸天線毯旷。計算每個聯(lián)系人以確定用戶按下按鈕的次數碍讼。

這些設備只是原型，表明3D打印材料可以感知雙向移動和存儲數據。Mankoff說润申，接下來的挑戰(zhàn)將是采取這些概念并縮小它們销贝，以便它們可以嵌入真正的藥瓶，假肢或胰島素筆中呻纹。

“這個系統(tǒng)將為我們提供更高保真度的圖片堆生，”她說±桌遥“例如淑仆，現(xiàn)在我們沒有辦法跟蹤人們是否以及如何使用電子NABLE手。最后我想對這些數據做些什么來預測人們是否會放棄基于設備關于他們如何使用它哥力≌岬。“

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