日本奈良先端科学技术大学院大学光媒体接口研究室的Arnaud Delmotte（博士三年级）和向川康博教授组成的研究团队开发出一项新技术，可以将产品管理信息秘密嵌入利用3D打印机制作的立体物品中，然后在需要时再使用类似传真的读取装置——文档扫描仪进行读取。
该技术几乎不用改变物品的形状，就能嵌入产品编号等多种信息，而且仅用市售的扫描仪轻松读取这些信息。作为实用的数字水印技术，有望与互联网服务合作以及用于产品制造和流通的有效管理等。
3D打印机有多种打印方式，主要方式之一是边加热熔化树脂边沿着横截面进行积层的热溶解增材制造（FDM）方式。这种方式通过控制喷吐热熔树脂的喷嘴，来层叠固定厚度的层，由此能形成所需的形状。一般情况下，造型时通过控制树脂的吐出量来使层的厚度保持恒定（图3左上），而新开发的技术则通过控制吐出量特意改变层的厚度（图 1），从而嵌入附加信息（图2）。
图1：新方法的概要。利用3D打印机造型时，通过控制层的厚度嵌入信息。
具体来说，该技术以上下相邻的两层为一组。在保持每组总厚度恒定的同时，根据嵌入的信息使两层的厚度各不相同。通过这样控制，可以“0”和“1”的2进制显示数字信息（图3右上）。由于不是将信息镌刻在表面，而是通过控制层厚平衡来实现，因此对物品的外观几乎没有影响。另外，由于层的厚度约为0.2毫米，因此即使在几毫米至几厘米的较小区域也能嵌入信息。
读取信息时需要检测层厚的差异，研究团队开发了利用常见日用文档扫描仪来读取相关信息的技术，无需使用特殊的装置。采用热溶解积层方式的物品表面，可以通过树脂层形成微细凹凸，再利用文档扫描仪进行拍摄，就能捕捉凹凸的阴影（图3下）。根据阴影检测厚度的平衡变化，便从图案中提取到了信息。
图2：通过新方法嵌入了信息的热溶解积层（FDM）方式的物品
图3：采用热溶解积层（FDM）法的一般造型和利用新方法控制的造型
相关研究成果已于2019年12月25日在国际学术期刊《IEEE Transactions on Multimedia》（TMM）的Early Access上在线公开。(URL：https://ieeexplore.ieee.org/document/8943311)
论文信息
论文题目：Blind Watermarking for 3D Printed Objects by Locally Modifying Layer Thickness
杂志：IEEE Transactions on Multimedia
DOI: 10.1109/TMM.2019.2962306
文：JST客观日本编辑部编译
