Исследователи разработали способ передачи энергии через тело человека
Люди с диабетом для отслеживания уровня сахара в крови полагаются на непрерывные данные от глюкометров, но со временем батареи устройства необходимо заряжать. То же самое касается кардиостимулятора или любого мобильного устройства, например, фитнес-трекера. Батареи этих устройств обычно громоздкие и требуют регулярного обслуживания.
Чтобы избавить носимые технологии от этой проблемы, исследователи из Школы компьютерных наук Университета Карнеги-Меллона разработали технологию Power-Over-Skin, которая позволяет электричеству проходить через тело человека и в один прекрасный день сможет питать устройства без батареек
«Мы можем ожидать, что вся наша электроника будет продолжать совершенствоваться, а новые модели, например, умных часов и очков, смогут делать гораздо больше», — сказал Энди Конг, член команды университета, разработавшей Power-Over-Skin. «Однако всегда будет сложно разместить электронику на теле человека, потому что людям придется думать об ее зарядке. Power-Over-Skin открывает дверь к тому, чтобы сделать эти устройства невидимыми, позволяя им выполнять свою работу незаметно для вас, а именно так и должен работать мониторинг здоровья».
Технология Power-Over-Skin, которая все еще находится на ранней стадии разработки, позволяет исследовать и внедрять новые методы передачи энергетических частот через тело человека. В ходе тестирования исследователи смогли запитать небольшие объекты, такие как светодиоды, но в будущем они планируют снабжать энергией умные очки или другие носимые устройства.
«Коммерчески доступные устройства для мониторинга здоровья часто размещаются на запястье, руке или груди для удобства и простоты снятия. Без батареи небольшое устройство для мониторинга здоровья можно было бы встроить во что-то столь же незаметное, как серьга», - сказал Конг.
Работа над технологией Power-Over-Skin показала, что человеческое тело может эффективно передавать радиоволны на частоте 40 МГц, без значительных потерь энергии. Исследователи использовали один размещенный на теле передатчик с питанием от батареи, который использовался для передачи энергии приемникам — таким объектам, как встроенный в кольцо Bluetooth-джойстик, светодиодная серьга и т.п. Участники эксперимента носили эти устройства в местах от запястья до лодыжки. Исследователи отметили корреляцию между мощностью, получаемой устройствами, и их расстоянием от передатчика. Чем ближе передатчик, тем больше энергии получал приемник.
«Это похоже на то, как радио использует воздух в качестве передающей среды между радиостанцией и стереосистемой автомобиля», — сказал Конг. «В данном случае мы просто используем в качестве передающей среды ткани человека».
Исследователям необходимо было максимально увеличить количество энергии, которое можно было бы эффективно передавать через тело человека. Одним из обнаруженных методов стала передача прямоугольных волн. Предыдущие исследования были сосредоточены на синусоидальных волнах, которые имеют плавную кривую для передачи энергии. Прямоугольная волна - это импульс мощности, подобный переключателю «включено-выключено». Исследователи выявили, что прямоугольные волны позволяют получать больше энергии и их легче генерировать. Этот эффект был обнаружен случайно. Кто—то запрограммировал передающий аппарат на прямоугольные волны, и, к удивлению, он лучше передавал энергию, чем другие варианты волн.
«Я думаю, следующим шагом будет увеличение мощности примерно в 10 раз», — сказал Конг. «Когда мы сможем с помощью данной технологии питать наушники, это может стать первым реальным вариантом использования, демонстрирующим применение, выходящее за рамки устройств вроде фитнес-трекеров».