Los dispositivos impresos en 3D, baratos y fácilmente personalizables, son perfectos para la tecnología de asistencia, como prótesis o frascos de píldoras "inteligentes" que pueden ayudar a los pacientes a recordar tomar sus medicamentos diarios.
Pero estas piezas de plástico no tienen componentes electrónicos, lo que significa que no pueden controlar cómo los usan los pacientes.
Ahora los ingenieros de la Universidad de Washington han desarrollado dispositivos impresos en 3-D que pueden rastrear y almacenar su propio uso, sin usar baterías o dispositivos electrónicos. En cambio, este sistema usa un método llamado retrodispersión, a través del cual un dispositivo puede compartir información mediantereflejando señales que le han sido transmitidas con una antena.
"Estamos interesados en hacer accesible la tecnología de asistencia con la impresión en 3D, pero no tenemos una manera fácil de saber cómo la usan las personas", dijo la coautora Jennifer Mankoff, profesora de la Escuela Paul G. Allen de la Universidad de Washington.de Computer Science & Engineering. "¿Podríamos encontrar una solución sin circuito que pudiera imprimirse en impresoras estándar de consumo y permitir que el dispositivo mismo recopile información? Eso es lo que mostramos que era posible en este documento".
El equipo de UW presentará sus hallazgos el 15 de octubre en el Simposio de ACM sobre software y tecnología de interfaz de usuario en Berlín.
Anteriormente, el equipo desarrolló los primeros objetos impresos en 3-D que se conectan a Wi-Fi sin dispositivos electrónicos. Estos dispositivos de plástico pueden medir si una botella de detergente se está agotando y luego ordenar automáticamente más en línea.
"El uso de plástico para estas aplicaciones significa que no tiene que preocuparse de que las baterías se agoten o que su dispositivo se moje. Eso puede transformar la forma en que pensamos en la informática", dijo el autor principal Shyam Gollakota, profesor asociado en la Escuela Allen"Pero si realmente queremos transformar los objetos impresos en 3D en objetos inteligentes, necesitamos mecanismos para monitorear y almacenar datos".
Los investigadores abordaron el problema del monitoreo primero. En su estudio anterior, su sistema rastrea el movimiento en una dirección, lo que funciona bien para monitorear los niveles de detergente para la ropa o medir la velocidad del viento o del agua. Pero ahora necesitaban hacer objetos que pudieran monitorear el movimiento bidireccionalcomo la apertura y cierre de un bote de pastillas.
"La última vez, tuvimos un engranaje que giraba en una dirección. A medida que el líquido fluía a través del engranaje, presionaría un interruptor hacia abajo para contactar la antena", dijo el autor principal Vikram Iyer, estudiante de doctorado en el Departamento de Electricidad de la UW& Computer Engineering ". Esta vez tenemos dos antenas, una en la parte superior y otra en la parte inferior, que pueden ser contactadas por un interruptor conectado a un engranaje. Entonces, al abrir la tapa de la botella de píldoras, el engranaje se mueve en una dirección, lo que empuja el interruptor apóngase en contacto con una de las dos antenas. Y luego, al cerrar la tapa del frasco de pastillas, el engranaje gira en la dirección opuesta y el interruptor golpea la otra antena ".
Ambas antenas son idénticas, por lo que el equipo tuvo que idear una forma de decodificar en qué dirección se movía la tapa.
"Los dientes del engranaje tienen una secuencia específica que codifica un mensaje. Es como el código Morse", dijo el coautor Justin Chan, un estudiante de doctorado en la Escuela Allen. "Entonces, cuando gira la tapa en una dirección, ve elmensaje hacia adelante. Pero cuando gira la tapa en la otra dirección, aparece un mensaje inverso "
Además de rastrear, por ejemplo, el movimiento de la tapa de la botella de píldoras, este mismo método se puede usar para monitorear cómo las personas usan prótesis, como los brazos impresos en 3D e-NABLE. Estas manos mecánicas, que se adhieren a la muñeca, sondiseñado para ayudar a los niños con anomalías en las manos a agarrar objetos. Cuando los niños flexionan las muñecas, los cables de la mano se tensan para hacer que los dedos se cierren. Entonces, el equipo 3-D imprimió un brazo e-NABLE con un prototipo de su sensor bidireccional que monitorea la manoapertura y cierre determinando el ángulo de la muñeca.
Los investigadores también querían crear un objeto impreso en 3-D que pudiera almacenar su información de uso mientras estaba fuera del alcance de Wi-Fi. Para esta aplicación, eligieron una pluma de insulina que podría monitorear su uso y luego indicar cuándo se estaba agotando.
"Todavía puede tomar insulina incluso si no tiene una conexión Wi-Fi", dijo Gollakota. "Así que necesitábamos un mecanismo que almacene cuántas veces la usó. Una vez que vuelva al rango, ustedpuede cargar los datos almacenados en la nube "
Este método requiere un movimiento mecánico, como presionar un botón, y almacena esa información enrollando un resorte dentro de un trinquete que solo puede moverse en una dirección. Cada vez que alguien presiona el botón, el resorte se vuelve más apretado.No se relaje hasta que el usuario suelte el trinquete, con suerte cuando esté dentro del alcance del sensor de retrodispersión. Luego, cuando el resorte se desenrolla, mueve un engranaje que activa un interruptor para contactar una antena repetidamente a medida que el engranaje gira. Se cuenta cada contacto para determinarcuántas veces el usuario presionó el botón.
Estos dispositivos son solo prototipos para mostrar que es posible que los materiales impresos en 3D detecten el movimiento bidireccional y almacenen datos. El próximo desafío será tomar estos conceptos y reducirlos para que puedan incrustarse en frascos de pastillas reales,prótesis o bolígrafos de insulina, dijo Mankoff.
"Este sistema nos dará una imagen de mayor fidelidad de lo que está sucediendo", dijo. "Por ejemplo, en este momento no tenemos una forma de rastrear si las personas usan las manos de e-NABLE y cómo lo hacen.lo que me gustaría hacer con estos datos es predecir si las personas abandonarán o no un dispositivo en función de cómo lo usen "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Original escrito por Sarah McQuate. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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