Elektroniczny pierścień z chipem może ułatwić życie

Elektroniczny pierścień z chipem, który może m.in. zastąpić klucze do domu, portfel czy gromadzić nasze dane zdrowotne, to wynalazek opracowany niedawno przez zespół badawczy Instytutu Technologii Odlewnictwa, Kompozytów i Przetwarzania im. Fraunhofera IGCV.

Pierścień jak smartfon?

Wyglądający jak sygnet metalowy, wielofunkcyjny pierścień został wydrukowany na drukarce 3D, w którego wnętrzu umieszczono chip RFID, całkowicie zapieczętowany i niewidoczny, a także odporny na jakiekolwiek manipulacje. Chip może nam więc zastąpić elektroniczny portfel, klucz do domu czy pokoju hotelowego, kartę ubezpieczenia zdrowotnego i wiele innych rzeczy, które w tej chwili musimy po prostu mieć przy sobie albo gromadzimy w formie danych w smartfonie.

Co to jest technologia RFID?

RFID to skrót angielskiej nazwy Radio-Frequency Identification, czyli identyfikacja za pomocą fal radiowych. Technologia ta umożliwia przesyłanie i odczytywanie danych oraz elektroniczne zasilenie chipów przechowujących te dane. Zapis i odczyt danych może następować w odległości od kilkudziesięciu centymetrów do nawet kilkunastu metrów – zależy to od rodzaju znacznika, tzw. tagu RFID.

Technologia ta jest wykorzystywana m.in. w przemyśle, produkcji, logistyce, magazynowaniu czy handlu.

The smart ring with integrated electronics is only slightly bigger than a normal finger ring.

Innowacyjny proces produkcji

W całym wynalazku wyjątkowo ciekawy jest proces, w jaki produkowany jest pierścień, ponieważ otwiera mnóstwo możliwości tworzenia w przyszłości także innych innowacyjnych urządzeń. Szczególnie ważny jest sposób umieszczenia chipa we wnętrzu pierścienia. Promień lasera drukarki 3D jest prowadzony po złożu z drobnego proszku metalowego, a w miejscu, w którym uderza w proszek, ten topi się, a następnie krzepnie tworząc materiał kompozytowy. Tym samym nieodsłonięta reszta metalu nadal zachowuje postać proszku. Pierścień buduje się warstwami, pozostawiając pustą wnękę na chip. Następnie, w połowie strumienia proces zostaje zatrzymany i zanim zostanie wznowiony, we wnętrzu pierścienia zostaje umieszczony chip RFID. W ten sposób chip jest niejako zapieczętowany pierścieniem, co sprawia, że jest całkowicie bezpieczny i odporny na jakiekolwiek manipulacje.

Jak fale radiowe przenikają przez metal?

Pozostaje jeszcze pytanie, jak to możliwe, że fale radiowe przenikają przez metal. Otóż jest to możliwe dzięki specyficznej budowie pierścienia – warstwa chroniąca chip jest z jednej strony na tyle gruba, żeby chronić go przed ingerencją z zewnątrz, a z drugiej – na tyle cienka (zaledwie 1 mm), żeby fale radiowe bez problemu przenikały w obie strony, umożliwiając przesyłanie i odbieranie danych. Konstrukcja wnęki i sposób, w jaki elektronika jest w niej osadzona, również odgrywają ważną rolę w propagowaniu sygnału, ponieważ ściany mogą odbijać lub pochłaniać sygnały. – Używamy częstotliwości 125 kiloherców: ma ona krótszy zakres – co jest dokładnie tym, czego tutaj chcemy – i jest mniej skutecznie ekranowana przez metal – wyjaśnia Maximilian Binder, starszy badacz i kierownik grupy w dziale wytwarzania przyrostowego w Fraunhofer IGCV.

Anoda