Labels die onzichtbaar zijn voor ons, maar perfect te lezen – en volgen – voor machines

Het idee was aanvankelijk een beetje abstract voor de 4e-jaars PhD-student van de MIT-afdeling Electrical Engineering and Computer Science. Maar zijn denken stolde in de tweede helft van 2020 toen hij hoorde over een nieuw smartphonemodel met een camera die gebruikmaakt van het infrarood (IR) bereik van het elektromagnetische spectrum dat het blote oog niet kan waarnemen. IR-licht heeft bovendien het unieke vermogen om door bepaalde materialen te kijken die ondoorzichtig zijn voor zichtbaar licht. Het kwam bij Dogan op dat vooral deze functie nuttig zou kunnen zijn.

Het concept dat hij sindsdien heeft bedacht – samen met collega’s van MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) en een onderzoekswetenschapper bij Facebook – heet InfraredTags. In plaats van de standaard streepjescodes die op producten zijn aangebracht, die na verloop van tijd kunnen worden verwijderd of losgemaakt of anderszins onleesbaar worden, zijn deze tags onopvallend (omdat ze onzichtbaar zijn) en veel duurzamer, aangezien ze zijn ingebed in objecten vervaardigd op standaard 3D-printers.

Vorig jaar was Dogan een paar maanden bezig met het vinden van een geschikte soort plastic waar IR-licht doorheen kan. Het moest een filamentspoel zijn voor 3D-printers. Na een uitgebreide zoektocht kwam hij op maat gemaakte plastic filamenten van een klein Duits bedrijf tegen die veelbelovend leken. Vervolgens gebruikte hij een spectrofotometer in een materiaalwetenschappelijk laboratorium van het MIT om een ​​monster te analyseren, waar hij ontdekte dat het ondoorzichtig was voor zichtbaar licht, maar transparant of doorschijnend voor IR-licht. Precies de eigenschappen die hij zocht.

De volgende stap was het experimenteren met technieken om tags te maken op een printer. Een optie was om de code te produceren door kleine luchtgaten – proxy’s voor nullen en enen – in een laag plastic uit te snijden. Een andere optie, ervan uitgaande dat een beschikbare printer het aankan, zou zijn om twee soorten plastic te gebruiken, een die IR-licht doorlaat en de andere – waarop de code is ingeschreven – die ondoorzichtig is. De dubbele materiaalbenadering verdiende, indien haalbaar, de voorkeur, omdat deze een duidelijker contrast kan bieden en dus gemakkelijker kan worden gelezen met een IR-camera. 

De tags zelf kunnen bestaan ​​uit bekende streepjescodes, die informatie weergeven in een lineair, eendimensionaal formaat. Tweedimensionale opties – zoals vierkante QR-codes en ArUco (vaste) markeringen – kunnen mogelijk meer informatie in hetzelfde gebied verpakken. Het MIT-team heeft een software-gebruikersinterface ontwikkeld die precies specificeert hoe de tag eruit moet zien en waar deze binnen een bepaald object moet verschijnen. Er kunnen zelfs meerdere tags over hetzelfde object worden verspreid, waardoor het vanuit alle hoeken gemakkelijk is om toegang te krijgen tot de informatie. 

Het team heeft verschillende prototypes gemaakt, waaronder mokken met streepjescodes gegraveerd in de wanden, een plastic schaal van 1 millimeter dik, die kan worden gelezen door IR-camera’s, een prototype van een wifi-router met onzichtbare tags die de netwerknaam of het wachtwoord onthullen en een goedkope videogamecontroller in de vorm van een wiel, die volledig passief is, zonder elektronische componenten. Het heeft alleen een streepjescode (ArUco-markering) erin. Een speler draait eenvoudig het wiel, met de klok mee of tegen de klok in, en een goedkope IR-camera (20 dollar) kan zijn oriëntatie in de ruimte bepalen. 

Als dergelijke tags in de toekomst wijdverbreid worden, zouden mensen hun mobiele telefoon kunnen gebruiken om lichten aan en uit te zetten, het volume van een luidspreker te regelen of de temperatuur op een thermostaat te regelen. Dogan en zijn collega’s onderzoeken de mogelijkheid om IR-camera’s toe te voegen aan augmented reality-headsets. Hij stelt zich voor dat hij op een dag door een supermarkt loopt, zulke koptelefoons draagt ​​en onmiddellijk informatie krijgt over de producten om hem heen – hoeveel calorieën zitten er in een individuele portie en wat zijn enkele recepten om het te bereiden?