Avances en wearables la tecnología están remodelando la forma en que vivimos, trabajamos y jugamos, y también cómo se brinda y recibe la atención médica. Los dispositivos portátiles que se han abierto camino en la vida cotidiana incluyen relojes inteligentes y auriculares inalámbricos, mientras que en el ámbito de la atención médica, los dispositivos comunes incluyen inyectores portátiles, parches de monitoreo de electrocardiograma (ECG), audífonos y más.
Un problema importante al que se enfrenta el uso de estos dispositivos portátiles es la cuestión de mantener estos dispositivos con alimentación adecuada y conveniente. A medida que aumenta el número de dispositivos portátiles que se utilizan, aumenta la necesidad de cargar varias baterías en conjunto, lo que consume enormes cantidades de electricidad. A muchos usuarios les resulta engorroso cargar numerosos dispositivos todos los días y se producen inconvenientes interrupciones en el servicio cuando se agotan las baterías.
Un equipo de investigación, dirigido por el profesor asociado Jerald Yoo del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática y el Instituto N.1 de Salud de la Universidad Nacional de Singapur (NUS), ha desarrollado una solución a estos problemas. Su tecnología permite que un solo dispositivo, como un teléfono móvil colocado en el bolsillo, alimente de forma inalámbrica otros dispositivos portátiles en el cuerpo de un usuario, utilizando el cuerpo humano como medio para la transmisión de energía. El novedoso sistema del equipo tiene una ventaja adicional: puede recolectar la energía no utilizada de los dispositivos electrónicos en un entorno doméstico o de oficina típico para alimentar los dispositivos portátiles.
Usar el cuerpo humano como medio de transmisión de energía.
Para prolongar la vida útil de la batería y mantener operaciones totalmente autónomas, aunque inalámbricas, de dispositivos portátiles, se requieren enfoques de transmisión y recolección de energía. Sin embargo, los enfoques convencionales para encender los dispositivos portátiles del área del cuerpo están limitados por la distancia a la que se puede transmitir la energía, el "camino" que la energía puede viajar sin enfrentar obstáculos y la estabilidad del movimiento de la energía. Como tal, ninguno de los métodos actuales ha podido proporcionar energía sostenible a los dispositivos portátiles colocados alrededor de todo el cuerpo humano.
El equipo de NUS decidió darle la vuelta a estas limitaciones diseñando un sistema de receptor y transmisor que utiliza el mismo obstáculo en la alimentación inalámbrica, el cuerpo humano, como medio para la transmisión de energía y la recolección de energía. Cada receptor y transmisor contiene un chip que se utiliza como trampolín para extender la cobertura por todo el cuerpo.
Un usuario solo necesita colocar el transmisor en una sola fuente de energía, como el reloj inteligente en la muñeca de un usuario, mientras que se pueden colocar múltiples receptores en cualquier parte del cuerpo de la persona. Luego, el sistema aprovecha la energía de la fuente para alimentar múltiples dispositivos portátiles en el cuerpo del usuario a través de un proceso denominado transmisión de energía acoplada al cuerpo. De esta manera, el usuario solo necesitará cargar un dispositivo, y el resto de los dispositivos que se usan se pueden encender simultáneamente desde esa única fuente. Los experimentos del equipo mostraron que su sistema permite que una sola fuente de energía que está completamente cargada alimente hasta 10 dispositivos portátiles en el cuerpo, por una duración de más de 10 horas.
Como fuente complementaria de energía, el equipo de NUS también estudió la recolección de energía del medio ambiente. Su investigación encontró que los entornos domésticos y de oficina típicos tienen ondas electromagnéticas (EM) parásitas a las que las personas están expuestas todo el tiempo, por ejemplo, desde una computadora portátil en funcionamiento. El nuevo receptor del equipo extrae las ondas electromagnéticas del entorno ambiental y, a través de un proceso denominado alimentación acoplada al cuerpo, el cuerpo humano puede recolectar esta energía para alimentar los dispositivos portátiles, independientemente de su ubicación alrededor del cuerpo.
Allanando el camino para dispositivos portátiles más pequeños y sin batería
Sobre los beneficios del método de su equipo, el profesor asociado Yoo dijo: “Las baterías se encuentran entre los componentes más costosos de los dispositivos portátiles y agregan volumen al diseño. Nuestro sistema único tiene el potencial de omitir la necesidad de baterías, lo que permite a los fabricantes miniaturizar los dispositivos y reducir significativamente los costos de producción. Y lo que es más emocionante, sin las limitaciones de las baterías, nuestro desarrollo puede habilitar las aplicaciones portátiles de próxima generación, como parches de ECG, accesorios para juegos y diagnósticos remotos ".
El equipo de NUS continuará mejorando la eficiencia energética de su sistema transmisor / receptor, con la esperanza de que en el futuro, cualquier dispositivo de transmisión de energía, ya sea el teléfono móvil o el reloj inteligente de un usuario, pueda satisfacer las demandas de energía de la red de todos los demás dispositivos portátiles. en el cuerpo, lo que permite una mayor agresión con lesiones toda la vida.