Se suponía que las etiquetas de identificación de radiofrecuencia revolucionarían la gestión de la cadena de suministro. Las etiquetas baratas y sin batería, que reciben energía de forma inalámbrica de los escáneres y luego transmiten números de identificación, permiten a los gerentes de almacén registrar el inventario de manera mucho más eficiente de lo que podrían al leernúmeros de caja y registrarlos manualmente.
Pero la escala de las operaciones minoristas modernas hace que incluso el escaneo de ID de radiofrecuencia RFID sea ineficiente. Walmart, por ejemplo, informó que en 2013 perdió $ 3 mil millones en ingresos debido a desajustes entre sus registros de inventario y sus existencias. Incluso con tecnología RFID, puede llevar una sola gran tienda minorista tres meses realizar una revisión completa del inventario, lo que significa que los desajustes a menudo no se descubren hasta que se exponga por una solicitud del cliente.
Los investigadores del MIT ahora han desarrollado un sistema que permite que drones aéreos pequeños y seguros lean etiquetas RFID desde decenas de metros de distancia mientras identifican las ubicaciones de las etiquetas con un error promedio de aproximadamente 19 centímetros. Los investigadores imaginan que el sistema podría usarseen grandes almacenes para el monitoreo continuo, para evitar desajustes de inventario y la ubicación de artículos individuales, de modo que los empleados puedan satisfacer de manera rápida y confiable las solicitudes de los clientes.
El desafío central en el diseño del sistema fue que, con el estado actual de navegación autónoma, los únicos drones lo suficientemente seguros como para volar dentro de un rango cercano de humanos son los drones pequeños y livianos con rotores de plástico, que no causarían lesiones en el eventode una colisión. Pero esos drones son demasiado pequeños para transportar lectores RFID con un alcance de más de unos pocos centímetros.
Los investigadores se enfrentaron a este desafío utilizando los drones para transmitir señales emitidas por un lector RFID estándar. Esto no solo resuelve el problema de seguridad sino que también significa que los drones podrían desplegarse junto con los sistemas de inventario RFID existentes, sin la necesidad de nuevas etiquetas, lectores o software de lectura.
"Entre 2003 y 2011, el ejército de los EE. UU. Perdió la cuenta de suministros por valor de 5.800 millones de dólares entre sus almacenes", dice Fadel Adib, profesor asistente de desarrollo profesional de Sony Corporation de Media Arts and Sciences, cuyo grupo en el MIT Media Lab desarrolló el nuevosistema ". En 2016, la Federación Nacional de Minoristas de EE. UU. informó que la contracción pérdida de artículos en las tiendas minoristas promedió alrededor de $ 45,2 mil millones anuales. Al permitir que los drones encuentren y localicen artículos y equipos, esta investigación proporcionará un avance tecnológico fundamental pararesolviendo estos problemas "
Los investigadores del MIT describen su sistema, denominado RFly, en un documento que presentaron esta semana en la conferencia anual del Grupo de Interés Especial de la Asociación de Maquinaria de Computación en Comunicaciones de Datos. Adib es el autor principal del documento, y Yunfei se le uneMa, un postdoctorado en Media Lab, y Nicholas Selby, un estudiante graduado del MIT en ingeniería mecánica.
cambio de fase
La transmisión de señales RFID y su uso para determinar las ubicaciones de las etiquetas plantea algunos problemas espinosos de procesamiento de señales. Una es que, dado que la etiqueta RFID es alimentada de forma inalámbrica por el lector, el lector y la etiqueta transmiten simultáneamente a la misma frecuencia. Un reléel sistema agrega otro par de transmisiones simultáneas: dos entre el relé y la etiqueta y dos entre el relé y el lector. Esas son cuatro transmisiones simultáneas a la misma frecuencia, todas interfiriendo entre sí.
Este problema se ve agravado por el requisito de que el sistema determine la ubicación de la etiqueta RFID. El sistema de detección de ubicación o "localización" utiliza una variación en un dispositivo llamado conjunto de antenas. Si se agrupan varias antenas juntas, una señal emitida hacia ellos en ángulo llegará a cada antena en un momento ligeramente diferente, lo que significa que las señales detectadas por las antenas estarán ligeramente desfasadas: los canales y las crestas de sus ondas electromagnéticas no coincidirán perfectamente.esas diferencias de fase, el software puede deducir el ángulo de transmisión y, por lo tanto, la ubicación del transmisor.
El dron es demasiado pequeño para transportar un conjunto de antenas, pero se mueve continuamente, por lo que las lecturas que toma en diferentes momentos también se toman en diferentes lugares, simulando los múltiples elementos de antena de un conjunto.
Normalmente, para combatir la interferencia, el dron descodificaría digitalmente la transmisión que recibe de la etiqueta y la volvería a codificar para transmitirla al lector. Pero en este caso, los retrasos impuestos por el proceso de decodificación-codificación cambiarían las señales 'fases relativas, lo que hace imposible medir con precisión la ubicación.
Todos los sistemas de radio codifican información modulando una frecuencia de transmisión de base, generalmente desplazándola ligeramente hacia arriba y hacia abajo. Pero debido a que una etiqueta RFID no tiene una fuente de energía independiente, sus modulaciones son detectablemente más pequeñas que las del lector. Por lo tanto, los investigadores del MIT idearonun filtro analógico que resta la frecuencia de transmisión base de las señales que llegan al lector y luego separa los componentes de baja frecuencia y alta frecuencia. El componente de baja frecuencia, la señal de la etiqueta, se agrega nuevamente alfrecuencia base.
Marco de referencia
En este punto, sin embargo, aún queda otro problema. Debido a que el dron se está moviendo, el cambio de fase de las señales que llegan al lector resulta no solo de la posición del dron con respecto a la etiqueta RFID sino también de su posición con respecto al lector.Basándose solo en la señal recibida, el lector no tiene forma de saber cuánto contribuyó cada uno de esos dos factores al cambio de fase total.
Entonces, los investigadores del MIT también equipan cada uno de sus drones con su propia etiqueta RFID. Un dron alterna entre transmitir la señal del lector a un elemento etiquetado y simplemente dejar que su propia etiqueta refleje la señal de regreso, para que el lector pueda estimar la contribución del dronal cambio de fase total y eliminarlo.
En experimentos en el Laboratorio de Medios que involucraron objetos etiquetados, muchos de los cuales se ocultaron intencionalmente para aproximarse a la condición de la mercancía amontonada en pilas en los estantes del almacén, el sistema pudo localizar las etiquetas con una precisión de 19 centímetros mientras extendía el rango deel lector se multiplicó por diez en todas las direcciones, o cien veces de forma acumulativa. Actualmente, los investigadores están llevando a cabo una segunda serie de experimentos en el almacén de un importante minorista de Massachusetts.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Larry Hardesty. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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