ความก้าวหน้าในการสวมใส่ เทคโนโลยี กำลังเปลี่ยนรูปแบบการใช้ชีวิต การทำงาน และการเล่นของเรา รวมถึงวิธีการให้บริการและรับการรักษาพยาบาลด้วย อุปกรณ์สวมใส่ที่ถักทอเข้ามาในชีวิตประจำวัน ได้แก่ นาฬิกาอัจฉริยะและหูฟังไร้สาย ในขณะที่สถานพยาบาล อุปกรณ์ทั่วไป ได้แก่ เครื่องฉีดที่สวมใส่ได้ แผ่นตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) เครื่องช่วยฟัง และอื่นๆ อีกมากมาย
ปัญหาสำคัญที่ต้องเผชิญกับการใช้อุปกรณ์สวมใส่เหล่านี้คือปัญหาในการทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับพลังงานอย่างเหมาะสมและสะดวก เนื่องจากจำนวนอุปกรณ์สวมใส่ที่ใช้เพิ่มขึ้น ความจำเป็นในการชาร์จแบตเตอรี่หลายก้อนจึงเพิ่มขึ้นควบคู่กันไป ซึ่งกินไฟปริมาณมาก ผู้ใช้หลายคนพบว่าการชาร์จอุปกรณ์จำนวนมากทุกวันเป็นเรื่องยุ่งยาก และการหยุดชะงักของบริการที่ไม่สะดวกเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่หมด
ทีมวิจัยนำโดยรองศาสตราจารย์เจอรัลด์ ยู จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์และสถาบันสุขภาพ N.1 ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS) ได้พัฒนาแนวทางแก้ไขปัญหาเหล่านี้ เทคโนโลยีของพวกเขาทำให้อุปกรณ์เครื่องเดียว เช่น โทรศัพท์มือถือที่ใส่ไว้ในกระเป๋าเสื้อ สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์สวมใส่อื่นๆ บนร่างกายของผู้ใช้แบบไร้สายได้ โดยใช้ร่างกายมนุษย์เป็นสื่อกลางในการส่งพลังงาน ระบบใหม่ของทีมมีข้อได้เปรียบเพิ่มเติม—สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานที่ไม่ได้ใช้จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในสภาพแวดล้อมที่บ้านหรือที่ทำงานทั่วไปเพื่อเป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์สวมใส่ได้
ใช้ร่างกายมนุษย์เป็นสื่อกลางในการส่งพลังงาน
เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่และรักษาการทำงานแบบอิสระเต็มที่—แต่แบบไร้สาย—ของอุปกรณ์สวมใส่ได้ จำเป็นต้องใช้วิธีการส่งกำลังและการเก็บพลังงาน อย่างไรก็ตาม วิธีการทั่วไปในการเพิ่มพลังให้กับอุปกรณ์สวมใส่บริเวณร่างกายนั้นถูกจำกัดด้วยระยะทางที่สามารถส่งพลังงานได้ "เส้นทาง" ที่พลังงานสามารถเดินทางได้โดยไม่ต้องเผชิญกับอุปสรรค และความเสถียรของการเคลื่อนที่ของพลังงาน ด้วยเหตุนี้ ไม่มีวิธีการใดในปัจจุบันที่สามารถให้พลังงานที่ยั่งยืนแก่อุปกรณ์สวมใส่ที่วางไว้ทั่วร่างกายมนุษย์ได้
ทีมงาน NUS ตัดสินใจที่จะพลิกตารางบนข้อจำกัดเหล่านี้โดยการออกแบบระบบรับและส่งสัญญาณที่ใช้สิ่งกีดขวางในการจ่ายพลังงานแบบไร้สาย นั่นคือ ร่างกายมนุษย์ เป็นสื่อกลางสำหรับการส่งกำลังและการเก็บเกี่ยวพลังงาน ตัวรับสัญญาณและตัวส่งสัญญาณแต่ละตัวมีชิปที่ใช้เป็นกระดานกระโดดน้ำเพื่อขยายพื้นที่ครอบคลุมทั่วทั้งร่างกาย
ผู้ใช้เพียงแค่ต้องวางเครื่องส่งบนแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว เช่น สมาร์ทวอทช์บนข้อมือของผู้ใช้ ในขณะที่สามารถวางตัวรับสัญญาณหลายตัวไว้ที่ใดก็ได้บนร่างกายของบุคคล จากนั้นระบบจะควบคุมพลังงานจากแหล่งกำเนิดเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์สวมใส่ได้หลายตัวบนร่างกายของผู้ใช้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการส่งกำลังแบบควบคู่ไปกับร่างกาย ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้จะต้องชาร์จอุปกรณ์เพียงเครื่องเดียว และอุปกรณ์อื่นๆ ที่สวมใส่สามารถขับเคลื่อนพร้อมกันได้จากแหล่งเดียวนั้น การทดลองของทีมแสดงให้เห็นว่าระบบของพวกเขาอนุญาตให้ใช้แหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียวที่ชาร์จเต็มแล้วเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์สวมใส่ได้มากถึง 10 เครื่องในร่างกาย เป็นระยะเวลานานกว่า 10 ชั่วโมง
ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานเสริม ทีมงาน NUS ยังพิจารณาถึงการเก็บเกี่ยวพลังงานจากสิ่งแวดล้อมด้วย การวิจัยของพวกเขาพบว่าสภาพแวดล้อมในสำนักงานและที่บ้านโดยทั่วไปมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) ที่เป็นกาฝากที่ผู้คนได้รับตลอดเวลาเช่นจากแล็ปท็อปที่ทำงานอยู่ ตัวรับแบบใหม่ของทีมจะกำจัดคลื่น EM จากสภาพแวดล้อมโดยรอบ และด้วยกระบวนการที่เรียกว่าการให้พลังงานกับร่างกายควบคู่ ร่างกายมนุษย์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานนี้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์สวมใส่ได้ โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งรอบร่างกาย
ปูทางสำหรับอุปกรณ์สวมใส่ที่เล็กกว่าและไม่ต้องใช้แบตเตอรี่
เกี่ยวกับประโยชน์ของวิธีการของทีม รศ.ยู กล่าวว่า "แบตเตอรี่เป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่แพงที่สุดในอุปกรณ์สวมใส่ได้ และเพิ่มจำนวนมากให้กับการออกแบบ ระบบที่เป็นเอกลักษณ์ของเรามีศักยภาพที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ จึงทำให้ผู้ผลิตสามารถย่อขนาดอุปกรณ์ในขณะที่ลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก ที่น่าตื่นเต้นกว่านั้น หากไม่มีข้อจำกัดของแบตเตอรี่ การพัฒนาของเราสามารถเปิดใช้งานแอพพลิเคชั่นที่สวมใส่ได้รุ่นต่อไป เช่น แพทช์ ECG อุปกรณ์เสริมสำหรับเล่นเกม และการวินิจฉัยจากระยะไกล”
ทีมงาน NUS จะยังคงปรับปรุงประสิทธิภาพการจ่ายไฟของระบบเครื่องส่ง/เครื่องรับ ด้วยความหวังว่าในอนาคต อุปกรณ์ส่งกำลังใดก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นโทรศัพท์มือถือหรือสมาร์ทวอทช์ของผู้ใช้ จะสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานเครือข่ายของอุปกรณ์สวมใส่อื่นๆ ทั้งหมดได้ ในร่างกายจึงทำให้อายุยืนยาวขึ้น แบตเตอรี่ ตลอดชีวิต