クリスマスツリーを飾る奇妙なもの：3DプリントされたWi-Fiオーナメント

物体をより会話的にする取り組みの一環として、ワシントン大学の科学者たちは、電池や電子機器を使わずに、Wi-Fi 経由で他のデバイスと通信できる 3D プリントのプラスチック製オーナメントを作成する方法を開発した。

この技術は、ワシントン大学の博士課程の学生であるヴィクラム・アイヤー氏とジャスティン・チャン氏がワシントン大学准教授のシャム・ゴラコタ氏と共同で開発したもので、プラスチック素材に金属糸を埋め込み、Wi-Fi信号を反射させるというものだ。

「現状では、Wi-Fiチップや電子機器を3Dプリンターで3Dプリントすることはできないと気づきました」とチャン氏はThe Register紙との電話インタビューで語った。「しかし、導電性フィラメントを使えば3Dオブジェクトをプリントすることは可能です。」

オブジェクトに埋め込まれた銅とグラフェンは Wi-Fi 信号を反射し、スマートフォンやその他の Wi-Fi 対応デバイスで検出できる信号の後方散乱を生み出します。

アイアー氏はこのプロセスを、明るい光と回転鏡を使ってメッセージをオン/オフに変調させる信号送信に例えた。「Wi-Fi信号を発信源に反射させたり、逆に発信源に近づけたりできるデバイスを開発しています」と同氏は述べた。

研究者らは概念実証として、洗剤ボトルの注ぎ口に取り付けて洗剤の注ぎ口の速度を伝達し、一定の閾値で補充の必要性を知らせる流量計を製作した。

チャン氏によると、このアタッチメントはAmazonのDashボタンのように洗剤の追加注文にも使えるという。「しかし、AmazonのDashボタンでは洗剤が少なくなっていることを検知できないので、さらに一歩進んだ機能です」とチャン氏は付け加えた。

製品識別コードなどの特定の情報を伝送するために、研究者らはギアを設計し、ギアの歯の有無で 1 または 0 を表すビットにデータをエンコードしました。

送信用の電力は、物理的な動き（流量計を通過する液体、3D プリントされたボタン、ノブ、またはスライダーにかかる力）、または動作を通じて周囲の後方散乱エネルギーを収集できる製造されたセンサーから供給されます。

しかし、バックスキャッター電力は短い識別子を送信する以外にはそれほど役に立ちません。研究者たちはこの方法で、最大45bpsのビットレートでしかデータを送信できませんでした。

研究者たちは、印刷されたWi-Fiに加え、3Dプリントされた物体に磁気的に情報をエンコードする方法も開発しました。このデータは、ナビゲーションを支援する内蔵の磁力計を用いてスマートフォンで読み取ることができます。高価なRFIDリーダーではなく、汎用的なスマートフォンでRFIDを利用できるようなものと考えてください。

コンピュータ科学者たちは、一般向け3Dプリンター「MakeiT Pro-M」を使用しました。プロジェクトのスイッチとアンテナは、Electrifi社の導電性銅フィラメントで作成され、磁気情報をエンコードできるモデルの強磁性部分は、ProtoPasta社の磁性鉄フィラメントで作成されました。

アイアー氏によると、これは現時点では学術的なプロジェクトであり、プロトタイプのデザインは一般公開されており、誰でも試用できるとのことだ。商業化の計画はないが、研究者たちは今後の展開を検討している。®