電池不要の小さな超音波タグ ^{CEFR B2}

研究チームが作ったタグは、中央に穴が開いた金属の円盤で縁に切り欠きがあります。小さな3Dプリント製台座で戸棚や扉枠、蛇口などの表面に取り付け、動く部分に付けたタブが円盤を打つと衝撃で短い超音波パルスが出ます。人の耳には聞こえないこの超音波を近くのウェアラブル機器が検出・記録できます。

円盤の形状で共振周波数が決まるため、各タグは固有の音の指紋を持ちます。シミュレーションを主導したDaniel Guggenheim School of Aerospace EngineeringのBolei Dengらは、ほぼ1,300の初期設計を生成し、実験では15の設計を用いて20キロヘルツ以上の固有超音波周波数を確認しました。Dengは設計を拡張すれば十数〜数百、慎重に設計すれば数千の異なるタグが可能になると述べています。

超音波は雑音の多い場所でも検出しやすく、遠くまで伝わらないため近接するマイクだけがタグを聞き取れます。チームは複雑な機械学習を避け、信号識別に電力と計算を抑える単純な固定ルールのアルゴリズムを使いました。研究成果はProceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologiesに掲載されています。

• ジムの重りに付けて回数を数える
• 蛇口や便蓋を監視して水使用や高齢者の援助の必要を知らせる
• ボタン型にして押すとタイマーを開始したり操作を記録したりする

また、研究を紹介したInstagram動画は再生回数が160万回を超え、いいねが15万件、コメントが数百件寄せられ、視聴者からはアーカイブ棚やゴミ・リサイクル容器の追跡など追加の応用例も提案されました。