摘要：工程師們開發出一種可印刷的金屬標簽，可以貼在普通物體上，如水瓶，墻壁或門，并將它們變成“智能的”物聯網設備。這種標簽還可以制成紙一樣薄的控制面板，可用于遠程操控和Wi-Fi連接的揚聲器，智能燈具和其他智能家用電器。金屬標簽通過在紙狀材料上印刷銅箔圖案制成，在觸摸時會干擾在其上反射的Wi-Fi信號。

印刷的超薄柔性“LiveTag”智能電子標簽和一張照片紙（最左側）的對比圖

這種金屬標簽通過在很薄的、柔性的紙狀基板上印刷銅箔圖案制成，通過設計電路圖可以反射Wi-Fi信號。這種標簽的工作方式基本上類似于“鏡子”，可以反射來自Wi-Fi路由器的無線電信號。用戶的手指觸碰這些“鏡子”時，會對其上反射的Wi-Fi信號形成干擾，以至于可以像手機一樣，被Wi-Fi接收器遠程偵測到。

這種標簽可以粘貼在人們每天觸摸和交互的普通物體上，如水杯、墻壁或門。于是，這些普通物體基本上變成了一種智能的物聯網接入設備，每當用戶與它們交互時，它們都可以發信號通知Wi-Fi設備。這種標簽還可以制作成薄鍵盤或智能家居控制面板，可用于遠程操作與Wi-Fi連接的揚聲器，智能燈具和其他物聯網設備。

“我們的愿景是進一步拓展物聯網，讓它不限于實現智能手機，智能手表和其他高端設備的連接，”資深作者、加州大學圣地亞哥雅各布斯工程學院電氣和計算機工程、無線通信中心的張新宇（Xinyu Zhang）教授說道，“我們正在開發低成本，無電池，無芯片，可打印的傳感器，它可以將日常物品變成物聯網的一部分。”

張的團隊將該技術命名為“LiveTag”。通過設計，這些金屬標簽僅反射Wi-Fi頻率范圍內的特定信號。通過改變制作的材料類型和印刷圖案，研究人員還可以重新設計標簽，以反射藍牙，LTE或蜂窩等其他信號。

這種標簽不需要電池，硅芯片或任何分立的電子元件，因此幾乎不需要任何維護——無需更換電池，無需修理電路。

該團隊在最近的網絡系統設計和實施會議的USENIX研討會上介紹了他們的工作。

智能標簽

作為概念驗證，研究人員使用LiveTag創建了一個紙一樣薄的音樂播放器控制器，該控制器配有播放和暫停按鈕，下一首音樂按鈕和用于調節音量的滑動條。按鈕和滑動條每個都包含至少一個金屬標簽，因此觸摸它們中的任何一個都會向Wi-Fi設備發送信號。截至目前，研究人員只測試了LiveTag音樂播放器控制器以遠程觸發Wi-Fi接收器，但他們設想，當這種智能標簽貼到墻壁、沙發扶手、衣服或其他物品表面上時，它能夠遠程控制連接Wi-Fi的音樂播放器或揚聲器。

研究人員還將LiveTag改編為水合監測儀（HydrationMonitor）。他們將它貼到塑料水瓶上，并展示，它可以通過監測瓶子中的水位來跟蹤用戶的飲水量。瓶內的水以與手指觸摸金屬標簽相同的方式影響標簽的響應——只要瓶子不是由金屬制成，因為金屬制品可能屏蔽阻擋電磁信號。該智能標簽內設計有多個諧振器，每個諧振器在特定的水位下都會解調（get detuned）。研究人員想象，這種智能標簽可用于向用戶的智能手機發送提醒以防止失水。

未來的應用

在更廣泛的范圍內，張新宇（音譯）教授設想使用LiveTag技術跟蹤人與日常物品的互動。例如，LiveTag也許可以被用作一種評估中風患者康復情況的低成本方法。

“當患者回家時，他們可以使用這項技術收集其與家中日常用品交互時產生的活動數據– 比如他們是否以正常方式打開或關閉門，他們是否能夠撿起瓶裝水。他們活動的數量，強度和頻率數據，可以通過這種技術被記錄下來并發送給醫生，用于評估他們的康復情況”，張新宇教授說。“這一切都可以在舒適的家中完成，而不必繼續回到診所進行頻繁的運動活動測試”他補充道。

另一個例子是在零售商店對產品進行標記，這樣可以根據他們接觸的產品評估客戶的興趣。張新宇教授說，商店可以使用LiveTag作為替代方案，它可以為客戶提供更多隱私，而不是使用相機這種不是很保護隱私的方案。

下一步研究

研究人員也注意到了該技術的一些應用局限性。LiveTag目前無法使用距離超過一米（3英尺）的Wi-Fi接收器，因此研究人員目前正致力于提高標簽靈敏度和檢測范圍。該團隊的最終目標是開發一種使用普通紙張和油墨印刷制作標簽的方法，這樣可以使批量生產成本更低。

論文原題：《LiveTag：通過無源無芯片Wi-Fi標簽感知人與物之間的互動》，共同作者包括威斯康星大學麥迪遜分校的Chuhan Gao和Yilong Li。