麻省理工学院的科学家构建了一个用户界面，该界面有助于将通用标签(用于增强现实的二维码或ArUco标记)与对象几何图形集成，使其可作为InfraredTags进行3D打印。信用:麻省理工CSAIL如果你在网上下载音乐，你可以获得嵌入到数字文件中的伴随信息，这些信息可能会告诉你歌曲的名称、流派、给定曲目中的特色艺术家、作曲家和制作人。同样，如果您下载了一张数码照片，您可以获得的信息可能包括拍摄照片的时间、日期和位置。这让穆斯塔法·多加·多安怀疑工程师是否能对物理物体做类似的事情。“这样，”他若有所思地说，“当我们在商店、博物馆或图书馆里走动时，我们可以更快、更可靠地通知自己。”起初，这个想法对麻省理工学院电气工程和计算机科学系四年级的博士生多安来说有点抽象。但他的想法在2020年下半年固化了，当时他听说了一种新的智能手机型号，它带有一个摄像头，利用了肉眼无法感知的电磁波谱的红外(IR)范围。此外，红外光有一种独特的能力，可以穿透某些对可见光不透明的材料。多安觉得这个特点特别有用。
从那以后，他在与麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的同事和脸书的一名研究科学家合作时，提出了这个概念，叫做InfraredTags。这些标签嵌入在标准3D打印机上制造的物体内部，不引人注目(因为它们是不可见的)，也更耐用，而不是贴在产品上的标准条形码，这些条形码可能会被移除或分离，或者随着时间的推移变得不可读。
去年，多安花了几个月的时间试图找到一种合适的红外线可以通过的塑料。它必须以专门为3D打印机设计的填充卷轴的形式出现。经过广泛的搜索，他发现了一家德国小公司生产的定制塑料细丝，看起来很有前途。然后，他在麻省理工学院材料科学实验室用分光光度计分析了一个样品，在那里他发现它对可见光不透明，但对红外光透明或半透明——这正是他所寻求的特性。
下一步是试验在打印机上制作标签的技术。一种选择是通过在一层塑料中雕刻出微小的空气间隙——代表f或0和1——来产生代码。另一种选择是，假设一台可用的打印机可以处理它，将使用两种塑料，一种是透射红外光的，另一种是不透明的——上面刻有代码。在可能的情况下，双材料方法是优选的，因为它可以提供更清晰的对比度，因此可以更容易地用红外相机读取。
标签本身可以由熟悉的条形码组成，条形码以线性一维格式呈现信息。二维选项——如方形二维码(例如，通常用于退货标签)和所谓的ArUco(基准)标记——可能会将更多信息打包到同一区域。麻省理工团队开发了一个软件“用户界面”，它精确地指定了标签应该是什么样子，以及它应该出现在特定对象的什么位置。事实上，可以在同一个对象中放置多个标签，以便在某些角度的视图被遮挡的情况下访问信息。
安大略省多伦多市Autodesk技术中心的高级首席研究科学家弗雷泽·安德森(Fraser Anderson)评论说:“InfraredTags是一种真正聪明、有用、可访问的将信息嵌入对象的方法。“我可以很容易地想象未来，你可以将一台标准相机对准任何物体，它会给你关于那个物体的信息——它是在哪里制造的、使用的材料或维修说明——你甚至不必搜索条形码。”
多安和他的合作者已经沿着这些路线创造了几个原型，包括在容器壁内刻有条形码的杯子，在一个1毫米的塑料外壳下面，可以被红外照相机读取。他们还制造了一个无线路由器原型，带有不可见的标签，可以根据视角显示网络名称或密码。他们制造了一种便宜的电子游戏控制器，形状像轮子，完全是被动的，没有任何电子元件。它里面只有一个条形码(ArUco标记)。玩家只需顺时针或逆时针转动滚轮，一个便宜的(20美元)红外相机就可以确定其在空间中的方向。
将来，如果像这样的标签变得普遍，人们可以使用手机来打开和关闭灯，控制扬声器的音量，或者调节恒温器的温度。多安和他的同事们正在研究在增强现实系统中增加红外摄像头的可能性。他想象着有一天，戴着这样的耳机在超市里走来走去，并立即获得关于他周围产品的信息——一份食物中含有多少卡路里，准备食物的食谱是什么？
伦敦大学学院计算机科学副教授卡安·阿克西特认为这项技术潜力巨大。“标签和标记行业是我们日常生活的一个重要部分，”阿克说。“我们从杂货店购买的所有东西，到我们设备中需要更换的零件(例如电池、电路、计算机、汽车零件)，都必须正确识别和跟踪。Doga的工作通过提供一个无形的标签系统来解决这些问题，该系统大多不受时间的限制。”随着像元宇宙这样的未来概念成为我们现实的一部分，阿克它补充道，“当我们探索三维虚拟环境时，多加的标记和标签机制可以帮助我们带来物品的数字副本。”
论文“InfraredTags:使用低成本的基于红外的3D打印和成像工具将不可见的AR标记和条形码嵌入到物体中”，将于今年春天在新奥尔良举行的ACM CHI计算系统中人的因素会议上发表，并将在会议记录中发表。
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