TNO en imec ontwikkelen tag die communiceert via touchscreens

Wetenschappers van imec en TNO hebben flexibele tags ontwikkeld die communiceren via capacitieve touchscreens. Volgens de makers hebben de C-touch-tags voordelen ten opzichte van nfc- en rfid-varianten.

De C-touch-tags zijn dun en flexibel, en zouden goedkoop te integreren zijn in onder andere papier en plastic. Ten opzichte van rfid is geen externe antenne vereist. De antenne is onderdeel van de chips zelf, waardoor de tags een stuk kleiner kunnen zijn. Het voordeel is volgens de maker verder dat de tags communiceren via bestaande touchscreens, zonder dat hiervoor aanvullende hardware is vereist, zoals readers bij nfc.

Imec en TNO voorzien dat de tags gebruikt kunnen worden voor onder andere bordspellen. Voor deze toepassing werken de instituten samen met spellenmaker Cartamundi. Daarnaast is de verwachting dat C-touch gebruikt kan worden om betaalkaarten te beveiligen. De onderzoekers richten zich bij de verdere ontwikkeling op verbetering van de prestaties en het mogelijk maken van over-en-weercommunicatie met touchscreens.

De capacitieve tags van 12bit ondersteunen datatransport met 36bit per seconde bij een spanning van 0,6V. De antenne bestaat uit 439 transistors en neemt een oppervlakte van 0,8cm² in beslag. De antenne dissipeert 31nW energie bij een spanning van 600mV. De onderzoekers hebben de details van hun werk aan de tags gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Electronics onder de titel Touchscreen tags based on thin-film electronics for the Internet of Everything.

Reacties (30)

[Wouter-k-9]

Als ik zo het artikel op de site van Imec lees, dan wordt de c-touch tag door het licht van het scherm van stroom voorzien. Ik snap alleen niet hoe de communicatie via een touchscreen kan werken.

The new C-touch tag that imec, TNO and their partners have described in Nature Electronics is based on thin-film transistor technology and is powered by a thin-film battery or a thin-film photovoltaic cell that converts light from the touchscreen. The 12-bit thin-film capacitive identification tag achieves up to 36bps data transfer rates at 0.6V supply voltage, which is compatible with commercially available touchscreen devices without requiring modifications. The flexible thin-film integrated circuit has a 0.8cm2 on-chip monolithic antenna and dissipates only 38nW of power at 600mV supply voltage.

[Hans1990]

(UHF) RFID tags kunnen zelf niet actief vermogen uitzenden, maar communiceren met een radio techniek dat backscatter heet. Een antenne heeft een bepaalde karakteristieke impedantie die door het elektronische circuit gematched moet zijn, om optimale energie overdracht plaats te laten vinden. Door deze matching bewust te verstoren/wisselen, worden er reflecties in een aangebracht electromagnetisch veld veroorzaakt dat met een andere RF antenne op te pikken is. De reader zorgt voor het excitatie veld door een toon uit te zenden, waar toevallig de tag ook op gevoed wordt.

Je kan backscatter radio vergelijken als licht dat wordt weerkaatst met een spiegel: de RFID reader zendt een excitatie signaal uit naar de tag (een lichtbron), en de tag kan die energie terugkaatsen of absorberen (antenne impedantie gedraagt zich als een spiegel). De reader bevat een ontvanger die naar het teruggekaatste signaal kijkt. Aangezien de reader continu ook andere ruis binnenkrijgt (waaronder zichzelf), zal het enkel naar veranderingen kijken in een specifieke band.

Korte afstand RFID die we kennen van de vele pasjes wordt vaak gedaan met 13.56MHz RFID, waar inductieve spoelen ipv antennes wordt gebruikt, maar hetzelfde princiepe (reflecties) blijft van toepassing.

Helaas kan ik het specifieke artikel niet openen met onze campus license, maar ik vermoed dat deze capacitieve tags vergelijkbaar werken; maar dan door de capacitieve eigenschappen van de antenne te moduleren. Door die modulatie kan de tag het touchscreen voor de gek houden dat er wel/niet op wordt gedrukt. Met een stukje software zou je een soort morsecode kunnen definieren dat je om kan zetten naar bits. Daarvoor heb je geen OS ondersteuning voor nodig, enkel een app die de touch events op een relatief hoog tempo kan verwerken. En een touchscreen controller die enigzins responsief is, maar dat zullen de meeste telefoons tegenwoordig wel hebben (wat waarschijnlijk de bitrate beperkt tot tientallen bits/s)

edit:
spelling en kleine nuances

[Reactie gewijzigd door Hans1990 op 22 juli 2024 14:15]

[mr_seeker]

Helaas kan ik het specifieke artikel niet openen met onze campus license, maar ik vermoed dat deze capacitieve tags vergelijkbaar werken; maar dan door de capacitieve eigenschappen van de antenne te moduleren. Door die modulatie kan de tag het touchscreen voor de gek houden dat er wel/niet op wordt gedrukt. Met een stukje software zou je een soort morsecode kunnen definieren dat je om kan zetten naar bits. Daarvoor heb je geen OS ondersteuning voor nodig, enkel een app die de touch events op een relatief hoog tempo kan verwerken. En een touchscreen controller die enigzins responsief is, maar dat zullen de meeste telefoons tegenwoordig wel hebben (wat waarschijnlijk de bitrate beperkt tot tientallen bits/s)

Ik heb de volledige licentie, en heb het een keer vluchtig doorgelezen. Wat je hier zegt klopt idd. Het werkt niet met licht, maar met het emuleren van een capacitieve weerstand (zoals je vinger) voor communicatie. Het licht heb je nodig om samen met een thin-film photovoltaic (TFPV) cell de electronica aan te sturen.

"The power block of the TFT tag can be either a TFB or a TFPV. [...] Experiments indicate that the touch event readout rate (samples per second) is limited to only 60 events per second. [...] The same speed was confirmed by swiping a human finger on a touchscreen using the same touch event extraction app, setting a clock speed specification (Hz) to the clock generator [...] The C-touch tag can achieve data transfer rates of up to 36bps at a supply voltage of 2.2V provided by an external power supply or battery"

[coptician]

Imec en TNO voorzien dat de tags gebruikt kunnen worden voor onder andere bordspellen. Voor deze toepassing werken de instituten samen met spellenmaker Cartamundi.

---

Hier kijk ik echt naar uit. Technologie in fysieke spellen (niet speelgoed, maar spellen) integreren is naar mijn mening een mijn van interessante nieuwe games die voorheen niet of niet goed mogelijk waren. Het tracken van de board state is maar een simpel voorbeeld, maar als je bijvoorbeeld kan gaan meten hoe ver zaken van elkaar af zijn zou dit een revolutie in strategische spellen kunnen opleveren.

Cartamundi is eigenlijk meer kaartspel ontwikkelaar. Maar dat is natuurlijk net zo interessant - als fervent MTG speler zou het interessant kunnen zijn als deze tags geïntegreerd kunnen worden in (specifieke soorten) kaarten, maar in de algemene kaartspellen wereld zijn er tal van oplossingen die hiermee bedacht kunnen worden.

Al met al zullen de kosten hier echter het meest relevant voor zijn... wordt dit ooit goedkoop genoeg om in kaarten te stoppen?

[Cergorach]

Nee, absoluut eigenlijk niet! Het is niet meer dan een gimmick imho. Iets dat een spel extra duur maakt, met een heel beperkte houdbaarheid en complete afhankelijkheid van ontwikkelaars ondersteuning. Hoe lang heeft Golem Arcana het uitgehouden? Hoe lang voordat de app niet meer werkte (op je iOS device)?

Het voordeel van een bordspel is dat je zelf regels kan aanpassen zonder een applicatie te hoeven hacken, het geen elektronische onderdelen heeft die makkelijk stuk kunnen gaan en je na aanschaf niet langer afhankelijk bent van ontwikkelaars ondersteuning (maar wel kan met uitbreidingen/fixes).

Ik kan mijn 30 jaar oude Heroquest uit de kast trekken en het spelen zonder issue, dat kan je eigenlijk niet meer fatsoenlijk met het 5 jaar oude Golem Arcana...

Hetzelfde met MTG. Je kan niet het formaat spelen wat je wilt op Magic: Arena, fixes/banlists worden door je strot geduwd, etc. Maar je kan nog prima met je oude beta decks spelen als je dat wilt in elk formaat dat je wil. Nooit echt een groot MTG fan geweest, maar al die oude ccgs die ik over de jaren heb verzameld doen het nu nog prima...

De boardgame kickstarter Beyond Humanity - Colonies:
https://www.kickstarter.c.../beyond-humanity-colonies
Gebruikt oa. RFID, ziet er cool uit, maar alleen al het basisspel gedurende de KS koste al $225 en wordt niet in retail uitgegeven omdat de prijs ervan dan nog veel hoger zou zijn...

@Dwarlorf Dat bedoel ik precies! Een hoop mensen spelen juist casualy Magic. Daarnaast is Magic Online een stukje bagger software dat nooit globale acceptatie heeft gevonden zoals Magic: Arena. M:A mag dan als hoofd formaat 'standard', maar heeft regelmatig andere formaten, maar jij en ik kunnen niet bepalen wanneer we die spelen.

[Reactie gewijzigd door Cergorach op 22 juli 2024 14:15]

[_Galavant]

Maar wat nou als dit soort ontwikkelaar hun software en/of de datakoppeling open source maken? Dat de codes van de c-touch-tags bekend zijn (code xxxx-xxx-xxxx = kaart 53242). Dan kan iedereen er software voor maken, eigen 'gamemodes' ontwikkelen en spellen nog verder uitbreiden.

Dan kan het bedrijf zelf hun eigen software ontwikkelen en hier geld voor vragen.Het ligt aan de lange termijn visie van bedrijven.

Aangezien een smartphone blijkbaar deze tags al kan lezen zonder modificatie, zitten er geen extra kosten aan voor de gebruiker.. Het ligt voornamelijk aan de kosten van het implementeren van een c-touch-tag. Als dit een extra 0,01 - 0,10 cent per kaart is.... valt het natuurlijk te overzien.

en het werkt nog zonder ook!

[Reactie gewijzigd door _Galavant op 22 juli 2024 14:15]

[Cergorach]

Maar wat nou als dit soort ontwikkelaar hun software en/of de datakoppeling open source maken?

Keep dreaming? ;-)

Maar zelfs als dat het geval zou zijn, hoeveel mensen kunnen er programmeren en op dat niveau? Hoeveel daarvan spelen die bordspellen? Daarnaast, hoe simple is het om een 'house rule' te implementeren zonder programmeren en hoeveel programmeer werk is het?

Maar veel bordspel uitgevers zouden dat nooit OS maken, zelfs als ze daar de rechten toe hadden (bordspel rechten zijn ingewikkeld).

[_Galavant]

Ik denk dat 'het zal toch nooit gebeuren' of 'dat zouden ze toch nooit doen... als als zouden ze kunnen!' een niet relevante beargumentatie is. Ik snap dat rechten voor bordspellen ingewikkeld zijn... Zo zijn wel meer rechten ingewikkeld... Ik zie nog niet hoe , bijvoorbeeld, een implementatie van een API en/of databank (waardes gekoppeld aan kaarten/c-touch-tags) of whatever dit heel lastig gaat maken.


Het is inderdaad het aller makkelijkst om met elkaar af te stemmen wat de house rules zijn, net zoals het het makkelijkst is om een verhaal te vertellen i.p.v. een hele film of serie er over te maken.

Ik denk dat het raakvlak tussen programmeurs en bordspellen spelers redelijk groot is. Het is niet dat je een leger van 500 man nodig hebt om een app/ implementatie te maken voor een bordspel.

Huidige implementaties met app die goed werken is Xcom the board game. Die hebben wij met kameraden al vele malen gespeeld. Kosten zijn te overzien en het toevoegen van het 'automatisch' uitlezen van elementen van het bordspel, zou de ervaring alleen maar mooier maken.

Uiteindelijk hangt het af van de ontwikkelaars/ bordspel makers/ rechten die ontleent worden en vrijgegeven worden..

[Dwarlorf]

Hetzelfde met MTG. Je kan niet het formaat spelen wat je wilt op Magic: Arena, fixes/banlists worden door je strot geduwd, etc. Maar je kan nog prima met je oude beta decks spelen als je dat wilt in elk formaat dat je wil. Nooit echt een groot MTG fan geweest, maar al die oude ccgs die ik over de jaren heb verzameld doen het nu nog prima...

Dit is niet waar / behoeft nuancering. Als je bijvoorbeeld de gelukkige eigenaar van een Black lotus bent kan je daar alleen maar mee in het officiële vintage formaat spelen. Niet in legacy, niet in modern, niet in standard, niet in pioneer, niet in EDH, niet in pauper, niet in Brawl. Alleen in een casual setting (als je medespeler(s) het er mee eens zijn) en in (on-officiële) Old school formaten kan dit.

En op online op MTGO kan je elk formaat spelen. Arena is voor standard bedoeld. En die bannings zijn er om het formaat gezond te houden.

Jij bedoelt dat je je oude deck kan oppakken en er mee kan spelen zonder dat je speltechnisch belemmerd wordt door techniek of officiële regels.

[Dwarlorf]

Ik ben het met je eens dat het niet ideaal is.

Ik speel zelf paper magic (helemaal niet online) zowel toernooien als casual vooral vanwege het sociale aspect maar wel de officiële formaten Modern en Legacy.

Maar Magic Arena heeft er ook voor gezorgd nieuwe mensen paper magic zijn gaan spelen. Vooral standard maar het zou me niks verbazen als dat gaat doorzetten naar pioneer (ik gok dat pioneer ook nog wel in arena kom). Wat mij betreft is het vooralsnog een win/win situatie voor magic in z'n algemeenheid.

[Reactie gewijzigd door Dwarlorf op 22 juli 2024 14:15]

[volkano]

Volgens het persbericht wel:

Thus, C-touch tags are an alternative in all those use cases where interaction via touchscreens is feasible, but RFID/NFC tags are either too large or too expensive or where contactless reading is a disadvantage. For example, in board games where cost is discriminator, to provide higher security in payment cards, or to replace difficult to service and manage hardware readers and access control points with easy to service and update apps on standard mobile devices, etc.

[Mic2000]

Is 36 bit per seconde niet iets te weinig?

[Arnage]

Aangezien de capaciteit 12 bit is lijkt me volledig uitlezen in 333 milliseconden best prima voor de toepassing.

_{edit: terechte correctie van Mic2000}

[Reactie gewijzigd door Arnage op 22 juli 2024 14:15]

[Mic2000]

333 milliseconde toch? Echter vraag ik mij af of 12 bit wel voldoende storage is. Het zijn geen bytes (8 bit). Is 12 bit praktisch zinvol?

[ACM]

Dat kan 4096 unieke waardes hebben, niet super veel inderdaad.

Het zal dan in de praktijk dan eigenlijk vooral nuttig zijn als een of andere identificatie van gegevens in een database elders. Dus bij een kaartspel bijvoorbeeld 'dit is kaart nummer 1256' en dat dan de bijbehorende software weet wat dat dan betekent.
Of het kan iets als een reeks kenmerken zijn, waarbij bitpositie X betekent dat kenmerk X 'beschikbaar' is of juist niet. Dan kunnen er maximaal 12 kenmerken zijn.

[Mic2000]

Ja precies. Dus ik zie nog niet helemaal hoe dit kan helpen bij een goede beveiliging. Mogelijk als tweede factor voor identificatie.

Echter is de techniek nog in ze beginfase en wordt het mogelijk later meer. Ik vind het wel knap dat het werkt met bestaande schermen.

[Ventieldopje]

4096 is genoeg voor een hele sterke RSA key

[ACM]

Je gooit hier wat dingen door elkaar

Die RSA-key van je is 4096 bytes. Deze tag kan 1,5 byte bevatten... net genoeg om al die bytes te tellen, maar niet om de waarde ervan te bevatten

[Ventieldopje]

Och ja, spuit 11 😂

[MrMonkE]

Maar bij bijvoorbeeld ganzeborden kun je pionnen plaatsen voor 4096 deelnemers.

[Finraziel]

Hangt er vanaf... Voor een bordspel zijn 4096 verschillende waardes op zich zat om verschillende poppetjes of wat dan ook te onderscheiden.

Maar de capaciteit zal nog wel oplopen.

[StefanJanssen]

Je hebt dan geen NFC lezer meer nodig (die eigenlijk in elke zakelijke laptop en elke telefoon zit) maar wel een touchscreen waar er een stuk minder van zijn in een huishouden.

[GewoonWatSpulle]

Ik weet niet of je het bijgehouden hebt maar de laatste tijd komen er meer en meer telefoons uit zonder NFC functionaliteit! En laptops met NFC zijn al helemaal een zeldzame verschijning!

[StefanJanssen]

Toen ik vorig jaar een telefoon uit ging kiezen was dat op elke telefoon beschikbaar. Het zou best kunnen dat ze dat er tegenwoordig uithalen, maar dat lijkt mij stug want ook contactloos betalen gebeurd hiermee.

In het zakelijke segment zie je dit ook regelmatig op laptops.

[RAMillu]

Er is geen nieuwe hardware nodig in je telefoon maar moet er wel ondersteuning zijn in je OS ? Of kan iedere app dit zelf implementeren?

[the_shadow]

Dit staat in het artikel:

Het voordeel is volgens de maker verder dat de tags communiceren via bestaande touchscreens, zonder dat hiervoor aanvullende hardware is vereist, zoals readers bij nfc.

[_Galavant]

Dit staat in het artikel:


[...]

Ja maar hoe weet mijn smartphone dat hij de data uit kan lezen. Hoe vangt mijn mobiel dat op? Ik snap dat de tag werkt aan de hand van het tag wat op de tag schijnt en dat hij dan kan transmitten, maar als ik geen reader/hardware heb om het op te vangen.. hoe werkt het dan ?

[RAMillu]

Ja er staat in het artikel dat er geen nieuwe hardware nodig is maar dan zal altijd nog de software aangepast moeten worden om te weten waar het moet kijken/ hoe hij de tag moet lezen. Is dat op OS niveau of kan iemand dat zelf inbouwen. Met andere woorden moeten Google en Apple dit ondersteunen of kan iedere app developer dit implementeren?

[[Yellow]]

Iemand een idee op welke afstand deze sensoren kunnen werken? Uit de derde foto lijkt het alsof er een paar centimeter tussen de sensor en het scherm zou mogen zijn.

[Kalief]

Imec en TNO voorzien dat de tags gebruikt kunnen worden voor onder andere bordspellen.