美國(guó)華盛頓大學(xué)的工程師開發(fā)出了可跟蹤和存儲(chǔ)使用方式的三維（3D）打印器件，這種器件使用反向散射方法設(shè)計(jì)，可對(duì)天線傳輸給它的信號(hào)進(jìn)行反射來(lái)共享信息，而無(wú)需使用電池或電子設(shè)備。
便宜且易于定制的3D打印物體非常適合人體輔助技術(shù)，如假肢或可幫患者記住每日服藥的“智能”藥瓶等。但這些塑料部件通常沒有電子器件，無(wú)法監(jiān)控患者如何使用它們。此前，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了第一個(gè)無(wú)需電子器件即可連接到Wi-Fi的3D打印器件。這些純塑料設(shè)備可估測(cè)洗滌劑瓶是否劑量不足，然后自動(dòng)在線訂購(gòu)。
研究人員表示，在這些應(yīng)用中使用塑料，意味著用戶不必?fù)?dān)心電池耗盡或設(shè)備變濕。這或?qū)⒏淖內(nèi)藗儗?duì)計(jì)算的看法，但要將3D打印物體轉(zhuǎn)換為智能設(shè)備，需要解決監(jiān)控和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的機(jī)制。
研究人員首先通過雙天線設(shè)計(jì)解決了監(jiān)測(cè)問題。兩個(gè)天線，一個(gè)在頂部，一個(gè)在底部，可通過連接到齒輪的開關(guān)接觸。打開藥瓶可向一個(gè)方向移動(dòng)齒輪，推動(dòng)開關(guān)接觸一個(gè)天線；蓋上藥瓶使齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，開關(guān)接觸另一天線。齒輪上的齒有特定順序，相當(dāng)于編碼一條信息。
除了跟蹤瓶蓋運(yùn)動(dòng)，這種方法還可用于監(jiān)控假肢的使用方式。研究人員使用3D打印制作的帶有雙向傳感器的e—NABLE機(jī)械手，可安裝在手腕上以幫助患者抓物。當(dāng)患者彎曲手腕時(shí)，機(jī)械手上的電纜收緊使手指閉合。通過確定手腕的角度即可監(jiān)控機(jī)械手的開合。
研究人員還設(shè)計(jì)出可在Wi-Fi范圍外存儲(chǔ)使用方式的3D打印器件。新方法需要機(jī)械運(yùn)動(dòng)，如用戶按下按鈕，并通過在棘輪內(nèi)卷起彈簧來(lái)存儲(chǔ)該信息。彈簧只能在一個(gè)方向上移動(dòng)，按一次按鈕使其變緊一些，直到用戶釋放棘輪并處于反向散射傳感器范圍內(nèi)其才可放松。釋放棘輪使彈簧展開并移動(dòng)齒輪，齒輪觸發(fā)開關(guān)反復(fù)接觸天線，將每次接觸進(jìn)行計(jì)數(shù)就可確定患者使用該設(shè)備的次數(shù)。
總編輯圈點(diǎn)
3D打印器件如何變?yōu)橹悄茉O(shè)備？即使我們搞不懂它的原理，也不妨礙我們理解，正是隨著3D打印應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，這一領(lǐng)域智能方案的能力也在提升。相較于傳統(tǒng)設(shè)備，無(wú)需使用電池或電子器件，不但為研發(fā)人員提供了較高的設(shè)計(jì)自由度，也讓使用者更加安全和省心。未來(lái)，這一應(yīng)用或許還能巧妙地應(yīng)對(duì)更多棘手而苛刻的環(huán)境。
