Des objets en plastique fabriqués par impression 3D peuvent se connecter au Wi-Fi. Voici le mécanisme en plastique actionnant l’interrupteur qui se connecte et se déconnecte de l’antenne intégrée pour induire un changement dans la réflexion des ondes. © Mark Stone, University of Washington

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Impression 3D : des objets en plastique connectés au Wi-Fi

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Des chercheurs de l'université de Washington (États-Unis) ont fabriqué des objets en plastique par impression 3D qui peuvent se connecter à Internet via du Wi-Fi en réfléchissant les ondes ambiantes.

À première vue, le plastique et les ondes Wi-Fi ne font pas bon ménage. Pourtant, une équipe de chercheurs de l'université de Washington (États-Unis) a réussi à créer des objets connectés dans cette matière :

  • un bouchon de lessive qui peut déclencher une commande lorsqu'il détecte qu'il ne reste presque plus de produit ;
  • un capteur qui envoie une alarme à votre smartphone lorsqu'il détecte une fuite d'eau ;
  • un anémomètre ;
  • un interrupteur, une poignée et un curseur qui peuvent commander d'autres appareils.

Ces objets ne contiennent ni électronique ni batterie pour l'alimentation. C'est assez étonnant, d'autant plus que quiconque possède ou peut avoir accès à une imprimante 3D a la possibilité de fabriquer ces objets et de reproduire l'expérience grâce aux fichiers CAD mis à disposition par les inventeurs.

Pour créer ces objets communicants, les chercheurs ont donc eu recours à l'impression 3D et à une technique appelée backscattering, ou rétrodiffusion. Le procédé s'appuie sur une antenne intégrée à l'objet qui va réfléchir un signal radio émis par un routeur Wi-Fi, créant un profil qui est ensuite décodé sous forme de commande par un récepteur Wi-Fi présent par exemple dans un smartphone. Ladite antenne est invisible, intégrée au moment de la fabrication sous forme de filaments de cuivre.

Un des exemples d’application : un bouchon verseur sur un bidon de lessive mesure la quantité de produit distribuée et peut déclencher une commande via un smartphone lorsque le niveau est bas. © Mark Stone, University of Washington

Des pièces mécaniques remplacent l'électronique

Dans leur article scientifique, présenté récemment à l'occasion d'une conférence Siggraph, les chercheurs expliquent qu'ils ont eu recours à des pièces mécaniques pour remplacer les composants électriques chargés habituellement de gérer le signal Wi-Fi. C'est donc le mouvement des objets qui va déclencher un mécanisme, lequel actionne un interrupteur de façon intermittente. Ce dernier se connecte et se déconnecte de l'antenne intégrée pour induire un changement dans la réflexion des ondes. La forme et la largeur de l'engrenage présent dans le mécanisme déterminent la durée du contact avec l'interrupteur créant ainsi des motifs de signaux réfléchis qui peuvent être décodés par un récepteur Wi-Fi.

C'est ainsi, par exemple, que le mouvement d'un curseur en plastique pourra servir à contrôler le volume sonore d'un smartphone ou d'une enceinte connectée. Autre cas pratique : le bouchon placé sur un bidon de lessive contient un mécanisme qui s'actionne au moment où le produit est versé. La vitesse de rotation permet de mesurer la quantité de lessive qui s'écoule. À un certain point, le signal Wi-Fi renvoyé par le bouchon indiquera que le niveau de produit est bas, ce qui déclenchera une commande de lessive sur un site marchand.

L'université de Washington a déjà travaillé sur le principe du backscattering, dont elle s'était servi pour créer un Wi-Fi « passif » qui consomme 10.000 fois moins d'énergie que le Wi-Fi actuel. Cette nouvelle expérimentation ouvre des perspectives intéressantes pour la création de réseaux d'objets connectés sur mesure simples et peu onéreux.

  • Le backscattering, ou rétrodiffusion, est un procédé qui s’appuie sur une antenne intégrée à un objet et qui va réfléchir un signal radio émis par un routeur Wi-Fi.
  • Grâce à cette technique, les chercheurs ont pu créer des capteurs et des interrupteurs communicants entièrement en plastique.
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