日本奈良先端科學技術大學院大學光媒體介面研究室的Arnaud Delmotte（博士三年級）和向川康博教授組成的研究團隊開發出一項新技術，可以將產品管理資訊祕密嵌入利用3D列印機製作的立體物品中，然後在需要時再使用類似傳真的擷取裝置——文件掃描器進行擷取。
該技術幾乎不用改變物品的形狀，就能嵌入產品編號等多種資訊，而且僅用市售的掃描器輕鬆擷取這些資訊。作爲實用的數位浮水印技術，有望與網際網路服務合作以及用於產品製造和流通的有效管理等。
3D列印機有多種列印方式，主要方式之一是邊加熱熔化樹脂邊沿着横向截面進行積層的熱溶解增材製造（FDM）方式。這種方式透過控制噴吐熱熔樹脂的噴嘴，來層疊固定厚度的層，由此能形成所需的形狀。一般情況下，造型時透過控制樹脂的吐出量來使層的厚度保持恆定（圖3左上），而新開發的技術則透過控制吐出量特意改變層的厚度（圖 1），從而嵌入附加資訊（圖2）。
圖1：新方法的概要。利用3D列印機造型時，透過控制層的厚度嵌入資訊。
具體來說，該技術以上下相鄰的兩層爲一組。在保持每組總厚度恆定的同時，根據嵌入的資訊使兩層的厚度各不相同。透過這樣控制，可以「0」和「1」的2進位顯示數位資訊（圖3右上）。由於不是將資訊鐫刻在表面，而是透過控制層厚平衡來實施，因此對物品的外觀幾乎沒有影響。另外，由於層的厚度約爲0.2毫米，因此即使在幾毫米至幾釐米的較小區域也能嵌入資訊。
擷取資訊時需要檢測層厚的差異，研究團隊開發了利用常見日用文件掃描器來擷取相關資訊的技術，無需使用特殊的裝置。採用熱溶解積層方式的物品表面，可以透過樹脂層形成微細凹凸，再利用文件掃描器進行拍攝，就能捕捉凹凸的陰影（圖3下）。根據陰影檢測厚度的平衡變化，便從圖案中提取到了資訊。
圖2：透過新方法嵌入了資訊的熱溶解積層（FDM）方式的物品
圖3：採用熱溶解積層（FDM）法的一般造型和利用新方法控制的造型
相關研究成果已於2019年12月25日在國際學術期刊《IEEE Transactions on Multimedia》（TMM）的Early Access上線上公開。(URL：https://ieeexplore.ieee.org/document/8943311)
論文資訊
論文題目：Blind Watermarking for 3D Printed Objects by Locally Modifying Layer Thickness
雜誌：IEEE Transactions on Multimedia
DOI: 10.1109/TMM.2019.2962306
文：JST客觀日本編輯部編譯
