Barato y fácilmente personalizable, Los dispositivos impresos en 3-D son perfectos para la tecnología de asistencia, como prótesis o frascos de pastillas "inteligentes" que pueden ayudar a los pacientes a recordar tomar sus medicamentos diarios.

Pero estas piezas de plástico no tienen electrónica lo que significa que no pueden controlar cómo los utilizan 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 ni dispositivos electrónicos. En lugar de, este sistema utiliza un método llamado retrodispersión, a través del cual un dispositivo puede compartir información al reflejar las señales que se le han transmitido con una antena.

"Estamos interesados ​​en hacer que la tecnología de asistencia sea accesible con impresión 3D, pero no tenemos una manera fácil de saber cómo lo usan las personas, "dijo la coautora Jennifer Mankoff, profesor de la Facultad de Ciencias e Ingeniería Informática Paul G. Allen de la Universidad de Washington. "¿Podríamos idear una solución sin circuitos que pudiera imprimirse en calidad de consumidor, impresoras estándar y permitir que el dispositivo mismo recopile información? Eso es lo que mostramos que era posible en este documento ".

El equipo de la UW presentará sus hallazgos el 15 de octubre en el Simposio 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 electrónica. Estos dispositivos puramente de plástico pueden medir si una botella de detergente se está agotando y luego pedir automáticamente más en línea.

"El uso de plástico para estas aplicaciones significa que no tiene que preocuparse por que se agoten las baterías 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 objetos impresos en 3D en objetos inteligentes, necesitamos mecanismos para monitorear y almacenar datos ".

Los investigadores abordaron primero el problema de la monitorización. En su estudio anterior, su sistema rastrea el movimiento en una dirección, que funciona bien para controlar 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 bidireccional, como abrir y cerrar un frasco de pastillas.

"Ultima vez, teníamos un engranaje que giraba en una dirección. Mientras el líquido fluía a través del engranaje, empujaría un interruptor hacia abajo para contactar la antena, "dijo el autor principal Vikram Iyer, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UW. "Esta vez tenemos dos antenas, uno arriba y otro abajo, que puede ser contactado por un interruptor conectado a un engranaje. Entonces, abrir la tapa de un frasco de pastillas mueve el engranaje en una dirección, que empuja el interruptor para contactar 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 gorra.

"Los dientes del engranaje tienen una secuencia específica que codifica un mensaje. Es como el código Morse, "dijo el coautor Justin Chan, estudiante de doctorado en la Escuela Allen. "Entonces, cuando giras la tapa en una dirección, ves el mensaje en el futuro. Pero cuando giras la tapa en la otra dirección, recibe un mensaje inverso ".

Además del seguimiento, por ejemplo, movimiento de la tapa del frasco de pastillas, Este mismo método puede usarse para monitorear cómo las personas usan prótesis, como los brazos e-NABLE impresos en 3D. Estas manos mecánicas que se adhieren a la muñeca, están diseñados 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 aprietan para que los dedos se cierren. Así que el equipo 3-D imprimió un brazo e-NABLE con un prototipo de su sensor bidireccional que monitorea la apertura y cierre de la mano 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 podía controlar su uso y luego señalar cuando estaba bajando.

"Aún puede administrarse insulina incluso si no tiene una conexión Wi-Fi, "Dijo Gollakota." Así que necesitábamos un mecanismo que almacenara cuántas veces lo usaste. Una vez que esté de vuelta en el rango, puede 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, la primavera se vuelve más apretada. No se puede desenrollar hasta que el usuario suelta el trinquete, con suerte, cuando esté dentro del alcance del sensor de retrodispersión. Luego, mientras la primavera se desenrolla, mueve un engranaje que activa un interruptor para contactar una antena repetidamente mientras el engranaje gira. Cada contacto se cuenta para determinar cuántas 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 encogerlos para que se puedan incrustar en frascos de píldoras 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. En última instancia, lo que me gustaría hacer con estos datos es predecir si la gente abandonará o no un dispositivo en función de cómo lo estén usando ".