麻省理工开发嵌入式机器可读标记：助力混合现实与大规模物联网应用
相关标记可以无缝地集成到现实世界的对象，从而有效地传达了对象的身份、来源、功能和交互，并充当“无处不在的元数据”的网关
（映维网Nweon 2025年01月08日）物理和数字的融合开创了一个沉浸式体验和无缝交互的新时代。当然，这需要一种强大而有效的方法来将物理对象与其虚拟对象连接起来。在一项研究中，麻省理工学院的研究人员提出了一种新颖的方法，通过设计、制造和检测嵌入式机器可读标记来弥合两者。
团队将提出的标记方法分为三种不同的类别：自然标记，结构标记和内部标记。利用计算机视觉、机器学习、计算成像和材质科学的方法组合，所提出的方法为目标识别、追踪和交互提供了强大而通用的解决方案。
相关标记可以无缝地集成到现实世界的对象，从而有效地传达了对象的身份、来源、功能和交互，并充当“无处不在的元数据”的网关。
混合现实的愿景依赖于可穿戴设备感知周围环境，通过上下文信息增强现实世界的体验。对于单个对象识别，通常使用机器可读的标签，如条形码和RFID标签。
尽管条形码具有成本效益，但往往比RFID标签更显眼、更不安全。无论其类型如何，这种标签通常是在制造后添加到物体身上，而不是集成到原始设计中。
麻省理工学院团队希望通过提出新的标记方法来克服传统的事后增强过程。研究的重点是设计、实现和评估用于嵌入和与嵌入标记交互的综合系统。
在过去的十年里，研究人员已经研究了数种将标签嵌入3D对象的非显眼方法。实现这一目的的一种方法是在对象内部留下气隙，以表示标记的位。例如，AirCode在3D打印对象的表面下嵌入气隙，并利用投射结构光通过材料的散射来检测气隙的位置。InfraStructs同样在对象中嵌入了气隙，但使用太赫兹成像技术进行3D扫描，这种技术比可见光能更好地穿透材料。
尽管所述两种方法都可以在3D对象中嵌入标签，但它们需要复杂的硬件设置，以及长时间的成像时间。
为了解决所述问题，研究人员提出了一种将3D打印结构内部的气隙与红外发射丝相结合的新方法。这使得物体是半透明的，而当用红外摄像头观察时，系统可以检测到空气间隙。因此，所提出方法只需要一个低成本的红外成像模块，并且由于标签是从单帧检测，因而可以更快地实现扫描。
为了帮助用户将标记嵌入到3D对象中，团队创建了一个用户界面，允许用户将标记加载到编辑器中并将它们放置在所需的位置。然后，编辑器将标记投影到3D几何体中，将它们嵌入到对象几何体中。
制作完成后，当用户用成像模块拍照时，自定义图像处理管道通过增加对比度来检测标签，以准确地对其进行二值化。这使得与3D对象交互的新应用成为可能，例如在增强现实环境中远程控制电器和设备。
总的来说，研究人员讨论了与大规模部署嵌入式机器可读标记相关的挑战和机遇，例如与大规模制造的集成、隐私考虑、消费产品应用以及AR个性化的新交互。总之，团队对嵌入式机器可读标记进行了全面的探索。
