科技|美大學研超聲波感應標籤　偵測「聲音指紋」毋須電池

[星島綜合報道]美國喬治亞理工學院（Georgia Tech）研究團隊研發出一種毋須電力、電子零件或電池的被動式動作／接觸感應器。這款小型金屬標籤在受到碰撞時，會發出特定超聲波聲音，再由智能手錶或手機等裝置的麥克風接收，以辨識是哪一個感應器被觸發。

現時不少智能家居感應器都需要插電或使用電池，安裝位置及維護成本均受限制。研究團隊提出的方案則簡單得多：感應器是一塊細小、扁平、輕巧的金屬標籤，外形有點像中空墊圈，但邊緣經過特別切割。其尺寸比一美仙硬幣更小，成本只需數美仙。

其原理建基於物件受撞擊時會發聲，而聲音取決於物料及形狀。研究人員將普通金屬環精準加工成不同幾何圖案，令每個金屬標籤在被敲擊時都會產生獨有的超聲波頻率。

團隊開發了建模及模擬工具，用來設計可對應特定頻率的金屬環形狀，並找出超過一千種可產生不同超聲波聲調的設計。其後，他們製作了15款不同金屬標籤，每款均具備獨有的超聲波「指紋」。

當標籤受到撞擊時，附近的智能手錶或手機麥克風可接收聲音，再由配套軟件分析其聲音特徵，判斷是哪一個標籤被觸發。研究團隊負責人、博士生 Yibo Fu 表示，這些獨特指紋可用於智能家居感應，亦即「活動識別」。

完整感應器由三部分組成：金屬標籤、承托標籤的塑膠底座，以及一塊用作敲擊標籤的獨立塑膠片。它適合安裝於兩個表面或物件部件之間經常出現自然接觸的位置，例如門、窗、廁板、水龍頭或抽屜。

以門為例，金屬標籤固定在門框上，塑膠片則裝在門上。每次開門或關門時，塑膠片撞擊金屬標籤，便會產生獨特超聲波聲音。由於每個標籤聲音不同，用戶可知道是哪一道門被開啟或關閉。

研究團隊亦指出，這類標籤可應用於健身器材，用作計算舉重或訓練次數。

這款感應標籤並不屬於功能複雜的高科技裝置，但賣點在於成本低、毋須供電、毋須更換電池，並可長時間運作。研究人員亦表示，標籤在嘈雜環境中仍能保持較高訊噪比，令麥克風可清楚接收其訊號。

Fu 早前在 Instagram 影片介紹這項技術，影片獲近200萬觀看次數，並引來不少用戶提出應用構想，包括倉庫及檔案系統中追蹤箱子存取情況，以及，在垃圾及回收箱管理系統中記錄動作。

圖片：Georgia Tech

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