本文来自微信民众号：极客公园（ID：geekpark），作者：在野，头图来自：IEEE

谈到物联网时，人们默认的明白是，装有电池和芯片的，可以发射或吸收信号的物品联网。现在，这一印象可能要被打破了。 

克日，IEEE（电气电子工程师学会）的网站公布了一篇文章，先容了一种新型的物联网方式。一些不包罗任何电子元器件，也没有电池的塑料制品也可以联网。好比洗衣液瓶子、药瓶等，空了可以自动发射信号，若是后续毗邻网上自动下单操作，就能实现“自动续杯”。 

这是一种来自华盛顿大学的 3D 打印塑料，这种塑料可以通过反射环境中的 Wi-Fi 信号与智能手机或其它毗邻 Wi-Fi 的装备通讯。就好像在航海和野外探险中经常使用的日光信号镜，通过反射太阳光发射信号，见告同伴位置和意图。

事实上，通过反射 Wi-Fi 信号实现传输并非新鲜事。早在 2014 年，华盛顿大学就研发出了一种叫做被动 Wi-Fi（Passive Wi-Fi）的手艺。 

电池之痛

对于物联网装备来说，电池一直是痛中之痛，由于终会有没电的一天。 

一般而言，物联网装备的电池需要保持一年以上的使用寿命，而受制于体积及成本的思量，这些装备中的电池往往带电量并不大。这就要求设计职员需要尽最大可能降低功耗，以延伸电池的使用时长。对于一些需要被植入人体的传感器来说，电池更是痛点，由于每次替换电池都需要举行手术，随同而来的是康健平安风险。 

基于这样的需求，科研职员最先了研发低功耗芯片的崎岖之路。据专家先容，现在主流无线协议需要发射功率最少到达 0dBm，即 1mW。思量到发射机整体效率很低，只有 10% 左右，换算下来需要至少 10mW 的整体功耗。要想降低功耗，最直观的设施是提升发动机的效率，然而效果始终有限。 

对于此，华盛顿大学的 Shyam Gollakota Joshua 教授想到了另辟蹊径的设施，并于 2014 年揭晓在通讯行业的顶级集会 SIGCOMM 上。 

实在这一原理早就在卫星通讯领域有所应用。由于卫星与地面基站距离遥远，从卫星到基站的信号衰减幅度大，因此需要从卫星发射大功率信号。

然而卫星岂论从体积照样电力来说，都难以支持云云强的信号的发生。因此工程师们接纳迂回战术，从地面发射强信号到卫星，再通过可以调制反射光的发射器调整地面信号，将准确的信号反射回地面。

Joshua 教授在物联网通讯方面的创新与卫星通讯的原理有异曲同工之妙。在物联网装备中嵌入一种名为 Interscatter 的芯片，它可以将环境中的 Wi-Fi 信号调整为装备想要发射的信号，再由吸收器举行解码。只不外，虽然 Interscatter 芯片功耗超低，但依旧需要电池驱动。 

塑料联网？

本次 IEEE 文章先容的新手艺，正是 Joshua 教授在其被动 Wi-Fi 手艺上的一种改善，但这项改善有可能是革命性的，由于它彻底去掉了电池。 

简朴来说，研究职员将此前信息传送方式中的 Interscatter 芯片通过另一种方式举行了表达。使用塑料、铜和石墨烯三种质料的夹杂，制造出一种新的复合质料，将这种质料与通俗塑料根据一定的方式排布组合，并用 3D 打印手艺制造出来，就拥有了可以对 Wi-Fi 信号举行编码的部门，其意义即是 Interscatter 芯片。 

新手艺将机械运动转化为信号反射的转变，进而可以通报数据。好比用这种手艺制作一个可以调治音量巨细的实体滑块，当滑动滑块时，滑块在空间中所处位置的差异将带来差异的反射效果。又好比用这项手艺制作的水传感器，当检测到泄露时，水位低于一定高度，装备的反射信号也与正常状态有所差异。

Passive Wi-Fi 原理图｜华盛顿大学

现在，研究职员已经将这项手艺的 CAD 模子开放给 3D 打印爱好者，以便后者制造自己的“联网塑料制品”。 

不外，这项手艺还存在一些未解的难题。好比，当前研究职员用复合质料与通俗塑料的交织组合代表二进制编码中的 0 和 1，原理类似齿轮的有齿和无齿。这种排列是低密度的，因此能反射的信号也是异常简朴的。 

另外，由于装备的移动将导致反射信号的转变，因此现在而言，这种装备还不能是“便携”的。再者，由于反射信号微弱，因此当空间中存在多个装备时，信号相互之间的滋扰会异常显著。而且，若何处置装备在空间中的散射信号相互之间的滋扰更是一个难题。 

尽管云云，研究职员依旧以为这项手艺拥有普遍的市场空间。好比，当洗衣液、麦片等生产厂家使用这种瓶子举行产物包装，而且能够与用户的手机毗邻，实现自动下单，构建完整的自动化下单链条，就能为商家带来源源不断的利润。 

革命性的手艺在彻底落地之前，往往需要多年的优化与打磨，需要解决问题而且降低成本。就好像现在已经被普遍使用的深度学习手艺，在六十多年前刚刚降生时是不可被想象的。若此次研发职员真的能够找出战胜上述问题的方式，我们有理由信赖，这将是关系到下一代物联网产物款式的革命性手艺。 

本文来自微信民众号：极客公园（ID：geekpark），作者：在野