这种辅助技术可以追踪并存储它们的使用情况。并且无需使用电池或电子设备。

3D打印的设备成本低廉，可定制性高。例如3D打印的“智能”药瓶，可以提醒病人每天按时服用药物。但这些塑料部件没有电子设备，无法监测病人的使用情况。美国华盛顿（UW）大学的研究人员的成果或许将为这一难题提供解决方案。sciencedaily.com网站10月10日报道， UW的研究团队将于10月15日在柏林举行的ACM用户界面软件和技术研讨会上公布一项关于3D打印技术的最新研究结果。这种3D打印设备可以跟踪和存储自身的使用情况，并且无需使用电池或电子设备。系统使用了反向散射的方法，可以通过反射天线传输给它的信号来共享信息。论文合著者、UW计算机科学与工程学院教授珍妮弗·曼考夫（Jennifer Mankoff）说：“我们对利用3D打印技术实现无障碍辅助技术很感兴趣，但了解人们的使用情况又比较困难。因此我们考虑能不能采用一种迂回的解决方案，利用现成的打印机制造设备，让它自己采集自身的信息？这就是我们在论文中展示的内容。”

此前，曼考夫团队曾开发出了首种无需电子设备就能连接WiFi的3D打印设备。这种纯塑料设备可以检测瓶中的洗涤剂是否快用完了，然后自动在网上续订。论文资深作者、UW副教授希亚姆·古拉科塔（Shyam Gollakota）说：“使用塑料材料意味着不必担心电池耗尽或者设备因沾水而失灵。但如果我们真的想把3D打印制品变成智能设备，就需要找到监控和存储数据的机制。”研究人员首先解决了监测问题。在“洗涤剂”检测器的研究中，他们的系统可以跟踪瓶内物体在一个方向上的运动——这对于监测洗涤剂体积、风速或水速很有效。但现在他们需要监测的是双向运动，比如打开和关闭药瓶。

论文第一作者、博士研究生威尔克姆·埃克尔（Vikram Iyer）说：“我们在智能药瓶的顶部和底部分别设置了一根天线，两根天线通过一个由齿轮驱动的开关进行连接。打开药瓶盖时，齿轮会朝一个方向移动，进而推动开关去接触天线。而在关闭药瓶盖时，齿轮转向相反的方向，开关会带动另一根天线。”论文合著者、博士研究生贾斯丁·陈（Justin Chan）说：“由于两根天线是相同的，需要齿轮按照特定序列编码信息（类似于莫尔斯电码）。因此药瓶盖子的转动方向不同，编码信息也不同。”

除了监测药瓶的使用情况，同样的方法还可以用于监测假肢的使用，如抓取障碍儿童使用的3D打印电子手臂。基于双向传感器电子手臂可以通过监测手腕的角度来掌握手掌的开闭。除此之外，研究人员还希望使用这种技术的设备能在WiFi信号范围外存储使用信息。为此，他们对胰岛素笔展开了应用研究。古拉科塔介绍说，他们尝试在远离WiFi信号的地方采用机械装置记录胰岛素笔的使用次数，并在重新接入WiFi后将数据导入云端。

曼考夫说，这些设备暂时只是原型机，下一步的挑战将是如何缩小它们的尺寸，进而将其嵌入真正的智能药瓶、假肢或胰岛素笔中。

编译：雷鑫宇 审稿：阿淼 责编：张梦

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181010093601.htm

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