Immaginate una bottiglia di detersivo per il bucato in grado di percepire quando il sapone si sta esaurendo e di connettersi automaticamente a Internet per effettuare un ordine. Pensate ora che tutto ciò non è fantascienza, ma realtà, grazie ai ricercatori dell’Università di Washington (Stati Uniti) che hanno sviluppato modelli Cad che consentono di produrre con la stampa 3d oggetti in plastica dotati di sensori capaci di raccogliere dati e comunicare in modalità wireless con altri dispositivi intelligenti.
«Il nostro obiettivo era creare qualcosa che uscisse da una stampante 3d domestica e che potesse inviare informazioni utili ad altri dispositivi», ha spiegato Vikram Iyer, dottorando di ingegneria elettrica nell’ateneo statunitense e coautore della ricerca. Sottolineando la grande sfida superata con il lavoro svolto: «comunicare in modalità wireless usando solo plastica. Qualcosa che nessuno è stato in grado di fare prima».
Comunicare usando solo la plastica
Per raggiungere tale strabiliante risultato, il team di ricerca ha utilizzato tecniche di backscatter che consentono ai dispositivi di scambiarsi informazioni. Tali sistemi utilizzano un’antenna per trasmettere dati, riflettendo i segnali radio emessi da un router wifi o da un altro dispositivo. Le informazioni incorporate in tali pattern possono essere decodificate da un ricevitore wifi. Nel nostro caso, l’antenna è contenuta nell’oggetto stesso stampato in 3d e costituito da un filamento conduttivo di plastica e rame.
Nel caso specifico, l’equipe ha sostituito alcune funzioni normalmente eseguite da componenti elettrici con movimento meccanico attivato da molle, ingranaggi, interruttori e altre parti che possono essere stampate in 3d, ispirandosi ai meccanismi che consentono agli orologi senza batteria di scandire il tempo. Ecco il video che spiega il processo
È questa combinazione di soluzioni che ha portato al successo del progetto. Quando si versa il detersivo da un contenitore così concepito, la velocità di rotazione degli ingranaggi indica la quantità di sapone che scorre. L’interazione tra lo switch 3d e l’antenna trasmette in modalità wireless i dati. Il ricevitore può tenere traccia della quantità di detersivo rimasta e, quando questa scende al di sotto di una certa soglia, può inviare automaticamente un messaggio ad esempio all’app di Amazon per ordinarne ’altro.
Un ecosistema di oggetti parlanti
Ma il lavoro dei ricercatori non si è concentrato solo sul flacone per detersivo. Nell’ambito del progetto, finanziato dalla National Science Foundation, dalla Alfred P. Sloan Fellowship e da Google, sono riusciti a stampare diversi altri strumenti capaci di rilevare e inviare informazioni con successo ad altri dispositivi collegati: un anemometro, un misuratore di portata d’acqua e una scala. Hanno anche stampato un misuratore di portata utilizzato per rintracciare e ordinare il sapone per il bucato e un supporto per provette che potrebbe essere utilizzato per gestire l’inventario o misurare la quantità di liquido in ciascuna provetta.
Ma non solo. Tutti gli oggetti sono anche dotati di widget di input wifi 3d stampati come pulsanti, manopole e cursori che si possono personalizzare per comunicare con altri dispositivi intelligenti della casa e abilitare un ricco ecosistema di “oggetti parlanti” che possono percepire e interagire perfettamente con l’ambiente circostante.
Usando un diverso tipo di filamento di stampa 3d che combina plastica con ferro, il team ha anche sfruttato le proprietà magnetiche per codificare in modo invisibile le informazioni statiche in oggetti stampati in 3d: che possono andare dall’identificazione del codice a barre a scopo di inventario alle informazioni che spiegano a un robot come interagire con l’oggetto stesso.
