RFID tags precisely track movements and monitor / I tag RFID tracciano e controllano con precisione i movimenti
Video game avatars could be controlled by inexpensive radio-frequency identification (RFID) tags embedded into clothing, claim researchers from Carnegie Mellon University.
The team in Pittsburgh have found ways to track body movements and detect shape changes with passive RFID, an advance with further applications in wearables and condition monitoring.
According to CMU, the unique element of this research can be found in the way tags are tracked, and the way movements and shapes are monitored.
To do this, the CMU researchers showed they could use a single, mobile antenna to monitor an array of tags without any prior calibration.
For body-movement tracking, arrays of RFID tags are positioned on either side of the knee, elbow or other joints. By keeping track of the subtle differences in when the backscattered radio signals from each tag reach the antenna, it’s possible to calculate the angle of bend in a joint.
“By attaching these paper-like RFID tags to clothing, we were able to demonstrate millimetre accuracy in skeletal tracking,” said Haojian Jin, a PhD student in CMU’s Human-Computer Interaction Institute (HCII).
The researchers call this embedded clothing RF-Wear and described it earlier this year at the UbiComp 2018 conference in Singapore. It could be an alternative to systems such as Kinect, which use a camera to track body movements and only work when the person is in the camera’s line of sight. It also could be an alternative to existing wearables, which generally depend on inertial sensors that are expensive, difficult to maintain and power hungry, Jin said.
It is further claimed that RFID-embedded clothes might also be an alternative to wrist-worn devices, such as Fitbit, for activity tracking or sports training.
The technology for monitoring changes in curves or shapes – WiSh (for Wireless Shape-aware world) – uses arrays of RFIDs and a single antenna but is said to rely on a more sophisticated algorithm for interpreting the backscattered signals to infer the shape of a surface.
Presented in June 2018 at Mobisys in Munich, WiSh could be incorporated into smart fabrics and used to track a user’s posture or be embedded in a variety of objects.
“We can turn any soft surface in the environment into a touch screen,” said Jingxian Wang, a PhD student in CMU’s Electrical and Computer Engineering (ECE) Department. Smart carpets, for instance, could detect the presence and locations of people, or be used to control games or devices. Soft toys could respond to or otherwise register squeezes and bends. Smart pillows might help track sleep quality.
WiSh also could be used to monitor the structural health of bridges or other infrastructure, Wang said. The researchers are said to have measured the curvature of Pittsburgh’s 10th Street Bridge by using a robot to drag a string of 50 RFID tags along the bridge’s pavement.
“We’re really changing the way people are thinking about RF sensing,” Jin said.
“Weaving these tags into clothing will only add a minimal cost, under $1,” Jin said. The most expensive part of these measurement systems is the antenna. But smartphones already use 13MHz antennas for services such as Apple Pay. Adding a 900MHz antenna for RFID-related applications might be feasible in future smartphones, eliminating the need for a separate device, he suggested.
ITALIANO
Gli avatar dei videogiochi potrebbero essere controllati da tag di identificazione a radiofrequenza (RFID) poco costosi incorporati nell'abbigliamento, sostengono i ricercatori della Carnegie Mellon University.
Il gruppo di Pittsburgh ha trovato il modo di tracciare i movimenti del corpo e rilevare i cambiamenti di forma con RFID passiva, un avanzamento con ulteriori applicazioni nei dispositivi indossabili e il monitoraggio delle condizioni.
Secondo la CMU, l'elemento unico di questa ricerca si può trovare nel modo in cui i tag vengono tracciati e nel modo in cui i movimenti e le forme vengono monitorati.
Per fare questo, i ricercatori della CMU hanno dimostrato che potevano usare una singola antenna mobile per monitorare una serie di tag senza alcuna calibrazione precedente.
Per il tracciamento del movimento del corpo, gli array di tag RFID sono posizionati su entrambi i lati del ginocchio, del gomito o di altre articolazioni. Tenendo traccia delle sottili differenze in quando i segnali radio retrodiffusi di ciascun tag raggiungono l'antenna, è possibile calcolare l'angolo di piega in un giunto.
"Associando questi tag RFID simili a carta ai vestiti, siamo stati in grado di dimostrare la precisione millimetrica nel tracciamento dello scheletro", ha affermato Haojian Jin, uno studente di dottorato in Human-Computer Interaction Institute (HCII) della CMU.
I ricercatori chiamano questo abbigliamento incorporato RF-Wear e lo hanno descritto all'inizio di quest'anno alla conferenza UbiComp 2018 a Singapore. Potrebbe essere un'alternativa a sistemi come Kinect, che utilizzano una fotocamera per tracciare i movimenti del corpo e funzionano solo quando la persona è nella linea di vista della telecamera. Potrebbe anche essere un'alternativa ai wearable esistenti, che generalmente dipendono da sensori inerziali costosi, difficili da mantenere e affamati di energia, ha detto Jin.
Si afferma inoltre che i vestiti con tecnologia RFID potrebbero anche essere un'alternativa ai dispositivi indossati dal polso, come Fitbit, per il monitoraggio delle attività o l'allenamento sportivo.
La tecnologia per monitorare i cambiamenti nelle curve o nelle forme - WiSh (per il mondo Wireless Shape-aware) - utilizza matrici di RFID e una singola antenna ma si dice che si basano su un algoritmo più sofisticato per interpretare i segnali retrodiffusi per inferire la forma di una superficie .
Presentato nel mese di giugno 2018 presso Mobisys a Monaco, WiSh potrebbe essere incorporato in tessuti intelligenti e utilizzato per tracciare la postura di un utente o essere incorporato in una varietà di oggetti.
"Siamo in grado di trasformare qualsiasi superficie morbida nell'ambiente in un touch screen", ha detto Jingxian Wang, uno studente di dottorato in Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica (ECE) della CMU. I tappeti intelligenti, ad esempio, potrebbero rilevare la presenza e le posizioni di persone o essere utilizzati per controllare giochi o dispositivi. I peluche possono rispondere o altrimenti registrare pressioni e pieghe. I cuscini intelligenti potrebbero aiutare a monitorare la qualità del sonno.
WiSh potrebbe anche essere usato per monitorare la salute strutturale di ponti o altre infrastrutture, ha detto Wang. Si dice che i ricercatori abbiano misurato la curvatura del 10th Street Bridge di Pittsburgh usando un robot per trascinare una serie di 50 tag RFID lungo il marciapiede del ponte.
"Stiamo davvero cambiando il modo in cui le persone pensano al rilevamento RF", ha detto Jin.
"La tessitura di queste etichette in abbigliamento aggiungerà solo un costo minimo, sotto $ 1", ha detto Jin. La parte più costosa di questi sistemi di misura è l'antenna. Ma gli smartphone utilizzano già antenne 13MHz per servizi come Apple Pay. L'aggiunta di un'antenna da 900 MHz per applicazioni correlate alla tecnologia RFID potrebbe essere fattibile negli smartphone futuri, eliminando la necessità di un dispositivo separato, ha suggerito.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/rfid-tags-cmu/?cmpid=tenews_6953610&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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