Kemajuan dalam perangkat yang dapat dikenakan teknologi sedang mengubah cara kita hidup, bekerja, dan bermain, serta cara pemberian dan penerimaan layanan kesehatan. Perangkat wearable yang sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari mencakup jam tangan pintar dan earphone nirkabel, sedangkan di lingkungan layanan kesehatan, perangkat umum mencakup injektor yang dapat dipakai, patch pemantauan elektrokardiogram (EKG), alat bantu dengar, dan banyak lagi.
Masalah utama yang dihadapi penggunaan perangkat yang dapat dikenakan ini adalah masalah menjaga perangkat ini tetap bertenaga dan nyaman. Karena jumlah perangkat yang dapat dikenakan yang digunakan meningkat, kebutuhan untuk mengisi beberapa baterai meningkat bersamaan, menghabiskan listrik dalam jumlah besar. Banyak pengguna merasa sulit untuk mengisi daya banyak perangkat setiap hari, dan gangguan layanan yang tidak nyaman terjadi ketika baterai habis.
Sebuah tim peneliti, yang dipimpin oleh Associate Professor Jerald Yoo dari Departemen Teknik Elektro dan Komputer dan N.1 Institute for Health di National University of Singapore (NUS), telah mengembangkan solusi untuk masalah ini. Teknologi mereka memungkinkan satu perangkat, seperti ponsel yang ditempatkan di saku, untuk memberi daya secara nirkabel pada perangkat lain yang dapat dikenakan di tubuh pengguna, menggunakan tubuh manusia sebagai media transmisi daya. Sistem baru tim memiliki keuntungan tambahan—dapat memanen energi yang tidak terpakai dari elektronik di lingkungan rumah atau kantor biasa untuk memberi daya pada perangkat yang dapat dikenakan.
Menggunakan tubuh manusia sebagai media transmisi energi
Untuk memperpanjang masa pakai baterai dan mempertahankan pengoperasian perangkat yang dapat dikenakan secara mandiri—namun nirkabel—sepenuhnya, diperlukan pendekatan transmisi daya dan pemanenan energi. Namun, pendekatan konvensional untuk meningkatkan daya perangkat yang dapat dikenakan di area tubuh dibatasi oleh jarak yang dapat ditransmisikan daya, "jalur" yang dapat dilalui energi tanpa menghadapi rintangan, dan stabilitas pergerakan energi. Dengan demikian, tidak ada metode saat ini yang mampu memberikan daya berkelanjutan untuk perangkat yang dapat dikenakan yang ditempatkan di seluruh tubuh manusia.
Tim NUS memutuskan untuk membalikkan batasan-batasan ini dengan merancang sistem penerima dan pemancar yang menggunakan hambatan utama dalam pemberian daya nirkabel—tubuh manusia—sebagai media transmisi daya dan pemanenan energi. Setiap penerima dan pemancar berisi chip yang digunakan sebagai batu loncatan untuk memperluas jangkauan ke seluruh tubuh.
Seorang pengguna hanya perlu menempatkan pemancar pada satu sumber daya, seperti jam tangan pintar di pergelangan tangan pengguna, sementara beberapa penerima dapat ditempatkan di mana saja di tubuh orang tersebut. Sistem kemudian memanfaatkan energi dari sumbernya untuk memberi daya pada beberapa perangkat yang dapat dikenakan di tubuh pengguna melalui proses yang disebut sebagai transmisi daya yang digabungkan dengan tubuh. Dengan cara ini, pengguna hanya perlu mengisi daya satu perangkat, dan gadget lainnya yang dikenakan dapat dihidupkan secara bersamaan dari sumber tunggal itu. Eksperimen tim menunjukkan bahwa sistem mereka memungkinkan satu sumber daya yang terisi penuh untuk memberi daya hingga 10 perangkat yang dapat dikenakan di tubuh, selama lebih dari 10 jam.
Sebagai sumber tenaga pelengkap, tim NUS juga melihat pemanfaatan energi dari lingkungan. Penelitian mereka menemukan bahwa lingkungan kantor dan rumah yang khas memiliki gelombang elektromagnetik parasit (EM) yang selalu terpapar pada orang, misalnya, dari laptop yang sedang berjalan. Penerima baru tim mengais gelombang EM dari lingkungan sekitar, dan melalui proses yang disebut sebagai power-coupled powering, tubuh manusia dapat memanen energi ini untuk memberi daya pada perangkat yang dapat dikenakan, terlepas dari lokasinya di sekitar tubuh.
Membuka jalan untuk perangkat wearable yang lebih kecil dan bebas baterai
Mengenai manfaat dari metode timnya, Assoc Prof Yoo berkata, “Baterai adalah salah satu komponen paling mahal dalam perangkat yang dapat dikenakan, dan mereka menambah jumlah besar pada desain. Sistem unik kami berpotensi menghilangkan kebutuhan akan baterai, sehingga memungkinkan produsen untuk mengecilkan gadget sekaligus mengurangi biaya produksi secara signifikan. Lebih menarik lagi, tanpa kendala baterai, pengembangan kami dapat memungkinkan aplikasi wearable generasi berikutnya, seperti patch EKG, aksesori game, dan diagnostik jarak jauh.”
Tim NUS akan terus meningkatkan efisiensi daya dari sistem pemancar/penerima mereka, dengan harapan bahwa di masa mendatang, perangkat pemancar daya apa pun, baik itu ponsel pengguna atau jam tangan pintar, dapat memenuhi kebutuhan daya jaringan dari semua perangkat yang dapat dikenakan lainnya. pada tubuh, sehingga memungkinkan lebih lama baterai seumur hidup.