无需电池的超声标签用于智能家居 ^{CEFR B2}

佐治亚理工学院的研究人员提出了一种极小、无需电池的金属标签，用于智能家居感知。标签为带中央孔和边缘开口的金属圆盘，安装在一个小型 3D 打印底座上，可固定在橱柜、门框、水龙头等表面。

工作原理是：移动部件上的一小片在打开时撞击圆盘，冲击产生一个短促的超声脉冲。该脉冲在人耳不可闻，但附近的可穿戴设备能检测并记录。每个圆盘的形状决定其共振频率，从而形成独特的“声音指纹”，便于识别不同位置或动作。

负责该项振动建模和仿真的 Bolei Deng 表示，团队的仿真产生了近 1,300 个初始设计，每个在 20 千赫以上生成独特超声频率，研究中实际使用了 15 个设计。经过设计优化，标签总数可能扩展到数千个。

这些标签体积小、成本只有几美分且工作安静，超声波传播距离短，因而只有附近的麦克风能听到，具有天然隐私性。团队使用简单的硬编码算法而非复杂机器学习来识别信号，以降低计算和电力需求。相关成果发表在 Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies。

• 潜在应用包括健身计数、监控水龙头或马桶盖以及作为按钮启动记录等。
• Fu 在一条 Instagram 病毒视频中展示这些标签，该视频获得 1.6 million 次观看和 150,000 个赞，观众还提出其他应用想法。