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一種隱藏在3D打印物體中的隱形熒光標(biāo)簽BrightMarker

（映維網(wǎng)Nweon?2023年08月16日）麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員日前開發(fā)了一種隱藏在3D打印物體中的隱形熒光標(biāo)簽BrightMarker，并通過這種方式來將無縫連接物理對象和數(shù)字對象，精確將物理對象映射至數(shù)字對象。

研究人員認(rèn)為他們的系統(tǒng)可以優(yōu)化運(yùn)動追蹤，虛擬現(xiàn)實(shí)和目標(biāo)檢測等用例。他們評價(jià)道：“在一個(gè)由AR和VR范式主導(dǎo)的未來中，對象識別、追蹤和可追溯性對于連接物理世界和數(shù)字世界至關(guān)重要。BrightMarker只是一個(gè)開始。BrightMarker的無縫追蹤標(biāo)志著這段激動人心的旅程的開始，我們將進(jìn)入一個(gè)由科技驅(qū)動的未來?！?/p>

對于BrightMarker，熒光材料可以令每個(gè)標(biāo)簽發(fā)出特定的近紅外波長光，使得它們在紅外攝像頭中具有高對比度。研究人員設(shè)計(jì)了兩個(gè)能夠檢測BrightMarker的附加硬件裝置：一個(gè)用于智能手機(jī)，另一個(gè)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯。

你用肉眼無法察覺BrightMarker，而且它們非常不顯眼，不會改變物體的形狀、外觀或功能。這使得它們在將元數(shù)據(jù)無縫嵌入物理世界的同時(shí)能夠防篡改。通過在數(shù)據(jù)和物理對象之間添加一層連接，用戶將獲得一種更具交互性的體驗(yàn)。

團(tuán)隊(duì)指出：“在當(dāng)今快速發(fā)展的世界中，真實(shí)環(huán)境和數(shù)字環(huán)境之間的界限不斷模糊，對無縫連接物理對象與數(shù)字對象的強(qiáng)大解決方案的需求不斷增長。Brightmarker是通往‘普適元數(shù)據(jù)’的門戶。這個(gè)術(shù)語指的是將元數(shù)據(jù)直接嵌入到物體中的概念，類似于每個(gè)產(chǎn)品都將附帶隱形數(shù)字簽名。”

他們的系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中顯示出了前景。例如，一個(gè)內(nèi)置BrightMarker的玩具光劍可以作為游戲內(nèi)工具，并使用相關(guān)檢測硬件來實(shí)現(xiàn)精確的擊砍，從而帶來更加身臨其境的VR體驗(yàn)。

研究人員指出：“在一個(gè)由AR和VR范式主導(dǎo)的未來中，對象識別、追蹤和可追溯性對于連接物理世界和數(shù)字世界至關(guān)重要。BrightMarker只是一個(gè)開始。BrightMarker的無縫追蹤標(biāo)志著這段激動人心的旅程的開始，我們將進(jìn)入一個(gè)由科技驅(qū)動的未來。”

另外在運(yùn)動追蹤，BrightMarker可以應(yīng)用到可穿戴設(shè)備中，并精確地追蹤肢體運(yùn)動。例如，用戶可以穿戴一個(gè)植入BrightMarker的手環(huán)，從而允許檢測硬件將用戶的動作數(shù)字化。

例如在VR第一人稱體驗(yàn)中，你可以根據(jù)每個(gè)標(biāo)記提供的精確追蹤來模擬Avatar的雙手。系統(tǒng)同時(shí)可以支持殘疾用戶和不同肢體大小的用戶，從而為廣大用戶群彌合了數(shù)字體驗(yàn)和物理體驗(yàn)之間的差距。

比紅外線標(biāo)簽更好

有趣的是，團(tuán)隊(duì)之前曾開發(fā)了紅外線標(biāo)簽，但以前的項(xiàng)目只適用于黑色對象。對于BrightMarker，用戶可以選擇多種顏色。另外，熒光材料允許標(biāo)簽發(fā)出特定波長的光，使它們比紅外標(biāo)簽更容易隔離和追蹤，因?yàn)榧t外標(biāo)簽只能在低對比度下檢測。

研究人員指出：“熒光發(fā)可以通過我們的成像硬件進(jìn)行過濾，這克服了傳統(tǒng)嵌入式不顯眼標(biāo)記的‘模糊性’，即便對象處于運(yùn)動狀態(tài)，其都能實(shí)現(xiàn)高效的實(shí)時(shí)追蹤?！?/p>

另外，BrightMarker相較于蘋果AirTags成本更低，能耗更低。

不過，這個(gè)概念存在一定的限制。例如，如果用戶的手或房間里的其他物品擋住了攝像頭的視線，追蹤標(biāo)簽會受到阻礙。作為潛在增強(qiáng)探測的補(bǔ)救措施，研究小組建議將這項(xiàng)技術(shù)與磁性技術(shù)結(jié)合起來，從而追蹤物品的磁場。另外，制備熒光染料濃度較高的絲狀物可以提高標(biāo)記物的檢測性能。

團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充道：“沉浸式技術(shù)需要強(qiáng)大的場景理解能力。通過嵌入像BrightMarker這樣的隱形標(biāo)記，可以簡化計(jì)算機(jī)視覺需求，幫助設(shè)備識別可交互的對象，從而彌合AR和VR用戶之間的差距?！?/p>

相關(guān)論文：BrightMarker: 3D Printed Fluorescent Markers for Object Tracking

https://paper.nweon.com/14656

當(dāng)然，研究人員對所述系統(tǒng)將元數(shù)據(jù)融入我們?nèi)粘Ｉ畹臐摿Τ謽酚^態(tài)度：“BrightMarker在重塑我們與科技交互方面有著巨大的前景。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，BrightMarker將無縫集成到我們的日常物品中，并促進(jìn)物理和數(shù)字領(lǐng)域之間的輕松交互?！?/p>

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原文鏈接：https://news.nweon.com/111601