Il sistema di tagging invisibile migliora il tracciamento degli oggetti 3D

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Fermami se l'hai già visto: un quadrato pixelato in bianco e nero al posto di un menu fisico in un ristorante.

I codici QR sono apparentemente onnipresenti nella vita di tutti i giorni. Che tu ne veda uno su un buono al supermercato, un volantino su una bacheca o il muro di una mostra in un museo, ogni codice contiene dati incorporati.

Sfortunatamente, i codici QR negli spazi fisici a volte vengono sostituiti o manomessi per indurti a divulgare i tuoi dati a parti indesiderate: un insieme di pixel apparentemente innocuo potrebbe portarti a collegamenti pericolosi e virus. I ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT hanno sviluppato un’altra potenziale opzione: BrightMarker, un tag invisibile e fluorescente nascosto in oggetti stampati in 3D, come una palla, un contenitore, una custodia per gadget o un attrezzo. I ricercatori ritengono che il loro sistema possa migliorare il rilevamento del movimento, la realtà virtuale e il rilevamento degli oggetti.

Per creare un BrightMarker, gli utenti possono scaricare il plug-in software del team CSAIL per programmi di modellazione 3D come Blender. Dopo aver posizionato l'etichetta all'interno della geometria del progetto, possono esportarla come file STL per la stampa 3D. Con i filamenti fluorescenti inseriti nella stampante, gli utenti possono fabbricare un oggetto con un tag nascosto, proprio come un codice QR invisibile. Gli utenti dovranno incorporare i propri marcatori in un oggetto prima che venga fabbricato, il che significa che i tag non possono essere aggiunti agli elementi esistenti.

I materiali fluorescenti consentono a ciascun tag di emettere luce a una specifica lunghezza d'onda del vicino infrarosso, rendendolo visibile con un contrasto elevato nelle telecamere a infrarossi. I ricercatori hanno progettato due configurazioni hardware collegabili in grado di rilevare i BrightMarker: una per gli smartphone e una per i visori per realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR). Entrambi hanno la capacità di visualizzare e scansionare i marcatori, che assomigliano a codici QR che si illuminano al buio. Gli oggetti circostanti potrebbero essere oscurati dalla vista utilizzando un filtro passa lungo, un altro pezzo collegabile che individuerebbe solo la fluorescenza.

I BrightMarker sono impercettibili a occhio nudo e discreti, nel senso che non alterano la forma, l'aspetto o la funzione di un oggetto. Ciò li rende a prova di manomissione e integra perfettamente i metadati nel mondo fisico. Aggiungendo uno strato di connettività tra dati e oggetti fisici, gli utenti avrebbero accesso a un'esperienza più interattiva con il mondo che li circonda.

"Nel mondo di oggi in rapida evoluzione, dove i confini tra l'ambiente reale e quello digitale continuano a confondersi, c'è una domanda sempre crescente di soluzioni robuste che connettano perfettamente oggetti fisici con le loro controparti digitali", affermano il MIT CSAIL e il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Ingegneria Candidato al dottorato in informatica Mustafa Doğa Doğan. “I BrightMarker fungono da gateway per i 'metadati onnipresenti' nel regno fisico. Questo termine si riferisce al concetto di incorporare metadati (informazioni descrittive sull'identità, l'origine, la funzione e altro dell'oggetto) direttamente negli articoli fisici, simile a una firma digitale invisibile che accompagna ciascun prodotto.

BrightMarker in azione

Il loro sistema si è mostrato promettente nelle impostazioni di realtà virtuale. Ad esempio, una spada laser giocattolo con un BrightMarker incorporato potrebbe essere utilizzata come strumento di gioco per tagliare un ambiente virtuale, utilizzando il componente hardware di rilevamento dei tag. Questo strumento potrebbe abilitare altri oggetti di gioco per un'esperienza VR più coinvolgente.

“In un futuro dominato dal paradigma AR e VR, il riconoscimento, il tracciamento e la tracciabilità degli oggetti sono cruciali per connettere il mondo fisico e quello digitale: BrightMarker è solo l’inizio”, afferma Raúl García-Martín, ricercatore in visita al MIT CSAIL, che sta facendo il suo Dottorato di ricerca presso l'Università Carlos III di Madrid. "Il tracciamento continuo di BrightMarker segna l'inizio di questo entusiasmante viaggio verso un futuro basato sulla tecnologia."

Per quanto riguarda il tracciamento del movimento, i BrightMarker possono essere implementati in dispositivi indossabili in grado di seguire con precisione i movimenti degli arti. Ad esempio, un utente potrebbe indossare un braccialetto con un BrightMarker impiantato, consentendo a un componente hardware di rilevamento di digitalizzare il movimento dell'utente. Se un progettista di giochi volesse sviluppare un'autentica esperienza in prima persona, potrebbe modellare le mani dei propri personaggi seguendo il tracciamento preciso fornito da ciascun indicatore. Il sistema può supportare anche gli utenti con disabilità e con arti di dimensioni diverse, colmando il divario tra esperienze digitali e fisiche per un’ampia base di utenti.