ウェアラブルの進歩 テクノロジー 私たちの生活、仕事、遊びの方法、そして医療の提供と受け取りの方法も再構築されています。 日常生活に組み込まれているウェアラブルにはスマート ウォッチやワイヤレス イヤフォンが含まれますが、医療現場では一般的なデバイスとしてウェアラブル インジェクター、心電図 (ECG) モニタリング パッチ、補聴器などが含まれます。
これらのウェアラブルの使用時に直面する主な問題点は、これらのデバイスに適切かつ便利に電力を供給し続けるという問題です。 使用するウェアラブルの数が増えると、複数のバッテリーを同時に充電する必要性が高まり、大量の電力が消費されます。 多くのユーザーは、毎日多数のデバイスを充電するのが面倒で、バッテリーが切れるとサービスが中断されてしまうため、不便だと感じています。
シンガポール国立大学 (NUS) の電気・コンピュータ工学科および N.1 保健研究所のジェラルド・ユー准教授が率いる研究チームは、これらの問題の解決策を開発しました。 彼らの技術により、人体を電力伝送の媒体として使用し、ポケットに入れられた携帯電話などの単一のデバイスが、ユーザーの体の他のウェアラブル デバイスにワイヤレスで電力を供給することが可能になります。 このチームの新しいシステムには、一般的な家庭やオフィス環境の電子機器から未使用のエネルギーを回収してウェアラブルに電力を供給できるという追加の利点もあります。
人体をエネルギー伝達の媒体として利用する
バッテリ寿命を延ばし、ウェアラブル デバイスの完全自律型でありながらワイヤレス動作を維持するには、電力伝送とエネルギーハーベスティングのアプローチが必要です。 しかし、身体エリアのウェアラブルをパワーアップするための従来のアプローチは、電力を伝達できる距離、障害物に直面することなくエネルギーが移動できる「経路」、およびエネルギー移動の安定性によって制限されます。 そのため、現在の方法では、人体全体に配置されたウェアラブル機器に持続可能な電力を供給することはできません。
NUS チームは、ワイヤレス給電における障害そのものである人体を電力伝送とエネルギーハーベスティングの媒体として使用する送受信システムを設計することで、これらの制限を逆転させることを決定しました。 各受信機と送信機には、カバー範囲を体全体に広げるための踏み台として使用されるチップが含まれています。
ユーザーは送信機を手首のスマートウォッチなどの単一の電源に配置するだけでよく、複数の受信機は体のどこにでも配置できます。 次に、システムは、身体結合電力伝送と呼ばれるプロセスを介して、電源からのエネルギーを利用して、ユーザーの体の複数のウェアラブルに電力を供給します。 このようにして、ユーザーは 10 台のデバイスを充電するだけで済み、身に着けている残りのガジェットはその 10 つの電源から同時に電源を入れることができます。 研究チームの実験では、このシステムにより、完全に充電された単一の電源で、身体に装着する最大 XNUMX 台のウェアラブル デバイスに XNUMX 時間以上電力を供給できることが示されました。
補完的な電源として、NUS チームは環境からエネルギーを採取することも検討しました。 彼らの研究によると、一般的なオフィスや家庭の環境には寄生電磁波 (EM) が存在し、人々は、たとえば実行中のラップトップから常にさらされていることがわかりました。 チームの新しい受信機は周囲環境から電磁波を除去し、身体結合電力供給と呼ばれるプロセスを通じて、人体は身体の周囲の位置に関係なく、このエネルギーを収集してウェアラブル デバイスに電力を供給することができます。
小型でバッテリー不要のウェアラブルへの道を開く
彼のチームの手法の利点について、Yoo 准教授は次のように述べています。 当社の独自のシステムにはバッテリーの必要性を省略できる可能性があり、それによりメーカーは製造コストを大幅に削減しながらガジェットを小型化することができます。 さらに興味深いことに、バッテリーの制約を受けることなく、私たちの開発により、ECG パッチ、ゲーム アクセサリ、リモート診断などの次世代のウェアラブル アプリケーションが可能になります。」
NUS チームは、将来的にはユーザーの携帯電話であれスマートウォッチであれ、あらゆる送電デバイスが他のすべてのウェアラブルのネットワーク電力需要を満たせるようになることを期待して、送受信システムの電力効率の向上を継続していきます。ボディに装着することで、より長時間の使用が可能になります。 バッテリー 一生。