В то время как эта работа – все еще демонстрация доказательства понятия, исследователи предполагают развитие ее в крайнюю систему радио малой мощности, которая может легко передать информацию вокруг человеческого тела. Применение этой технологии было бы беспроводной сетью датчика для медицинского контроля всего тела.«В будущем люди собираются быть ношением большего количества электроники, такой как умные часы, шпионы фитнеса и медицинские наставники.
Все эти устройства должны будут сообщить информацию друг с другом. В настоящее время эти устройства передают информацию, используя радио Bluetooth, которые используют много права общаться.
Мы пытаемся найти новые способы сообщить информацию вокруг человеческого тела, которые используют намного меньше власти», сказал Патрик Мерсье, преподаватель в Отделе Электротехники и Вычислительной техники в Сан-Диего UC, кто привел исследование. Мерсье также служит соруководителем Центра Сан-Диего UC Носимых Датчиков.
Сообщение магнитных сигналов через человеческое телоНовое исследование представляет решение некоторых главных барьеров других систем радиосвязи: чтобы уменьшить потребление энергии, передавая и получая информацию, беспроводные системы должны послать сигналы, которые могут легко поехать из одной стороны человеческого тела другому. Технология Bluetooth использует электромагнитную радиацию, чтобы передать данные, однако эти радио-сигналы легко не проходят через человеческое тело и поэтому требуют, чтобы повышение власти помогло преодолеть эту преграду сигнала, или «потерю пути».
В этом исследовании инженеры-электрики продемонстрировали технику, названную коммуникацией человеческого тела магнитного поля, которая использует тело в качестве транспортного средства, чтобы поставить магнитную энергию между электронными устройствами. Преимущество этой системы состоит в том, что магнитные поля в состоянии пройти свободно через биологические ткани, таким образом, сигналы сообщены с намного более низкими потерями пути и потенциально, намного более низким потреблением энергии.
В их экспериментах исследователи продемонстрировали, что магнитная линия связи работает хорошо над телом, но они не проверили потребление энергии техники. Исследователи показали, что потери пути, связанные с коммуникацией человеческого тела магнитного поля, имеют вверх 10 миллионов раз ниже, чем связанные с радио Bluetooth.
«Эта техника, к нашему знанию, достигает самых низких потерь пути из любой беспроводной системы связи человеческого тела, это было продемонстрировано до сих пор. Эта техника позволит нам строить намного более низкую власть носимые устройства», сказал Мерсье.Более низкое потребление энергии также приводит к более длительному времени работы от батареи. «Проблема с носимыми устройствами как умные часы состоит в том, что у них есть короткие операционные времена, потому что они ограничены использованием маленьких батарей. С этой системой связи человеческого тела магнитного поля мы надеемся значительно уменьшить потребление энергии, а также как часто пользователи должны перезарядить свои устройства», сказали парк Jiwoong, студент доктора философии в Energy-Efficient Microsystems Lab Мерсье в Сан-Диего UC Школа Джейкобса Технического и первого автора исследования.
Исследователи также указали, что эта техника не представляет серьезной угрозы для здоровья. Так как эта техника предназначена для применений в крайних системах связи малой мощности, передающая сила магнитных сигналов, посланных через тело, как ожидают, будет много раз ниже, чем тот из сканеров МРТ и беспроводных устройств внедрения.
Другое потенциальное преимущество коммуникации человеческого тела магнитного поля состоит в том, что она могла предложить больше безопасности, чем сети Bluetooth. Поскольку радио Bluetooth сообщает данные по воздуху, любой стоящий в 30 футах может потенциально подслушать ту линию связи. С другой стороны, коммуникация человеческого тела магнитного поля использует человеческое тело как коммуникационную среду, делая линию связи менее уязвимой для подслушивания. С этой техникой исследователи продемонстрировали, что магнитная коммуникация сильна на теле, но существенно уменьшается от тела.
Чтобы поместить это в контекст личной сети радиосвязи всего тела, информация не была бы ни излучена от тела, ни передана от одного человека другому.«Увеличенная частная жизнь желательна, когда Вы используете свои носимые устройства, чтобы передать информацию о Вашем здоровье», сказал Парк.Демонстрация магнитной связи с прототипом доказательства понятия
Исследователи построили прототип, чтобы продемонстрировать коммуникационный метод человеческого тела магнитного поля. Прототип состоит из медных проводов, изолированных с трубами ПВХ.
На одном конце медные провода зацеплены до внешнего анализатора и на другом конце, провода обернуты в катушки приблизительно три области тела: голова, руки и ноги. Эти катушки служат источниками для магнитных полей и в состоянии послать магнитные сигналы от одной части тела до другого использования тела как руководство. С этим прототипом исследователи смогли продемонстрировать и измерить низкую коммуникацию пути потерь от руки до руки от руки, чтобы направиться, и от руки до ноги.Исследователи отметили, что ограничение этой техники – то, что магнитные поля требуют круглых конфигураций, чтобы размножиться через человеческое тело.
Устройства как умные часы, ленты и пояса будут все работать, хорошо используя коммуникацию человеческого тела магнитного поля, но не маленький участок, который застревает на груди и используемый, чтобы измерить сердечный ритм, например. Пока пригодное применение может обернуть вокруг части тела, оно должно работать просто великолепно с этой техникой, объяснили исследователи.