What is RFID what is its use
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背景
物聯網（IoT）是時下非常熱門的科技領域之一，它一度被譽為繼電腦、網路之後的「世界資訊產業發展的第三次浪潮」。如今，越來越多的物體，例如智慧手機、智慧家庭、可穿戴設備、醫療設備、汽車等都加入到了物聯網中。
（圖片來源：維基百科）
為了擴大物聯網的規模，科學家們正透過努力，讓更多的普通物體變成物聯網設備。之前，筆者曾介紹過這方面的兩個典型研究案例。
案例一：美國普渡大學和弗吉尼亞大學的研究人員們，開發出可從表面剝離的微型薄膜電子電路。這些薄膜電子設備可透過修剪，粘貼到任何物體的表面上，讓這個物體成為物聯網設備。
（圖片來源：普渡大學 / Chi Hwan Lee）
案例二：美國加州大學聖迭戈分校，與威斯康星大學麥迪遜分校的工程師們，開發出一種可印刷的金屬標籤。它可以粘貼到日常用品上，將這些物品變成物聯網設備。
（圖片來源：Xinyu Zhang）
創新
近日，美國密歇根大學開發出一項基於 RFID 的新技術，使得煎鍋、藥瓶、瑜伽墊、咖啡杯，以及其他無數的非電子物體，都可以轉化為物聯網感測器。
這個稱為「IDAct」的系統，在目前約 142 億的物聯網「智慧」電子器件，與幾百億非物聯網的日常「非智慧」物體之間的鴻溝上，架起了橋梁。密西根大學的研究人員們稱，這是朝著真正沈浸式的物聯網體驗，邁出的關鍵一步。
電氣工程與電腦工程系副教授阿蘭森·桑普爾（Alanson Sample）、華盛頓大學電腦科學與工程系前研究生李漢川（音譯）、華盛頓大學的施韋塔克·帕特爾（Shwetak Patel）、英特爾公司的萬江易（Chieh-yih Wan） 和勞爾·沙爾（Raul Shal） 一起開發了這項技術。這項研究得到了英特爾實驗室的支持。
技術
IDAct 採用了 RFID 閱讀器，和僅需花費幾美分的無需電池的 RFID 標籤，可以感知到房間中人體的出現和運動，並檢測到足夠的物體運動細節，從而判斷你是否已經移動了藥瓶或者做了頓飯。標籤可以透過貼紙的形式，粘貼在幾乎任何物體上，RFID 閱讀器可以整合到日常物體，例如燈泡中。
在一項最新研究中，這項技術以超過 96% 的精度，精準檢測到了特定的活動。
多年來，RFID 標籤一直被用於追蹤物體，應用於運輸和防盜方面。這些標籤從閱讀器的信號中，吸收足夠的電磁能量，以廣播簡單獨特的代碼。過去，閱讀器只不過是獲取這個代碼，以判斷物體出現與否（打開還是關閉、有無信號）。
（圖片來源：Eric Brockmeyer/Disney Research）
IDAct 透過提供一種更加細緻地，從 RFID 標籤讀取信號的方法，改善了上述情況。它可以檢測到，從標籤返回的信號中的細微差異，檢測到物體什麼時候被移動過，或者是否有人正在觸摸它。它也可以檢測到室內電磁場的變化，例如推斷是否有人出現。
桑普爾表示：「每個物體都會以特定的方式，引起電磁干擾。我們使用這個資訊，以及來自 RFID 標籤的資訊，以獲取到特定空間中，正發生著的情況的詳細圖景。」
然後，這些改良的信號，會透過現場計算機運行的機器學習算法來分析，從而推斷出房間內正在發生什麼情況。在測試階段中，這種處理是通過一個筆記型電腦來完成的，但是桑普爾希望必要的硬體，未來將最終整合到 RFID 閱讀器本身之中。
團隊為志願者的房間，裝備一系列的 RFID 閱讀器，然後為家居用品貼上 RFID 標籤，來測試這項技術。當房間有人時，他們採集了每個房間 26 小時的數據；當房間沒人時，他們也採集了兩個小時的數據作為對照。
安裝在天花板上的 RFID 閱讀器，採集來自房間中 IDAct 貼紙的數據。（圖片來源：密西根大學）
價值
這篇論文的作者桑普爾表示：「在一個想像的世界中，你的藥瓶可追蹤藥物攝入量，你的水杯可以監測你的水合程度。甚至瑜伽墊都能知道你的運動狀況，可以相應地調整燈光、溫度和背景音樂。」
這篇論文的領導作者李漢川（音）表示：「因為這些物體的普遍存在性，在提升它們的感知能力，以及在它們周圍創造交互應用方面，我們看到了重大的機會。」
這項技術也可以應用於照顧老人，例如悄悄監測藥物和日常活動，幫助老人更長時間的保持獨立，無需昂貴和侵入式的生活護理。
桑普爾表示：「你可以想像，輔助工具可以透過這項技術，監測老年人的日常活動，幫助他們在自己家中，待更長的時間。它可以檢測到飲食、睡眠或者服藥方面的變化，例如在病情惡化，以及在急診室中死亡之前。」
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