Giyilebilir teknolojideki gelişmeler teknoloji yaşama, çalışma ve eğlenme şeklimizi ve ayrıca sağlık hizmetlerinin nasıl sunulup alındığını yeniden şekillendiriyor. Günlük yaşamda yerini alan giyilebilir ürünler arasında akıllı saatler ve kablosuz kulaklıklar yer alırken, sağlık hizmeti ortamında yaygın olarak kullanılan cihazlar arasında giyilebilir enjektörler, elektrokardiyogram (EKG) izleme yamaları, dinleme yardımcıları ve daha fazlası yer alıyor.
Bu giyilebilir cihazların kullanımında karşılaşılan en büyük sorun, bu cihazların doğru ve uygun şekilde çalıştırılması sorunudur. Kullanılan giyilebilir cihaz sayısı arttıkça, birden fazla pili şarj etme ihtiyacı da artarak büyük miktarda elektrik tüketiyor. Birçok kullanıcı, her gün çok sayıda cihazı şarj etmenin zahmetli olduğunu düşünüyor ve piller bittiğinde uygunsuz hizmet kesintileri yaşanıyor.
Singapur Ulusal Üniversitesi'nin (NUS) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nden ve N.1 Sağlık Enstitüsü'nden Doçent Jerald Yoo liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu sorunlara bir çözüm geliştirdi. Teknolojileri, cebe yerleştirilen bir cep telefonu gibi tek bir cihazın, insan vücudunu güç aktarımı için bir araç olarak kullanarak, kullanıcının vücudundaki diğer giyilebilir cihazlara kablosuz olarak güç vermesini sağlar. Ekibin yeni sisteminin ek bir avantajı daha var; giyilebilir cihazlara güç sağlamak için tipik bir ev veya ofis ortamında elektroniklerden kullanılmayan enerjiyi toplayabilir.
İnsan vücudunu enerji aktarımı için bir araç olarak kullanmak
Pil ömrünü uzatmak ve giyilebilir cihazların tamamen otonom ancak kablosuz çalışmasını sürdürmek için güç iletimi ve enerji toplama yaklaşımları gereklidir. Bununla birlikte, vücut bölgesindeki giyilebilir cihazların güçlendirilmesine yönelik geleneksel yaklaşımlar, gücün aktarılabileceği mesafe, enerjinin engellerle karşılaşmadan gidebileceği "yol" ve enerji hareketinin stabilitesi ile sınırlıdır. Hal böyle olunca mevcut yöntemlerin hiçbiri, insan vücudunun tamamına yerleştirilen giyilebilir cihazlara sürdürülebilir güç sağlayamadı.
NUS ekibi, kablosuz güç sağlamanın önündeki en büyük engel olan insan vücudunu güç aktarımı ve enerji toplama aracı olarak kullanan bir alıcı ve verici sistemi tasarlayarak bu sınırlamaları tersine çevirmeye karar verdi. Her alıcı ve verici, kapsama alanını tüm vücuda yaymak için sıçrama tahtası olarak kullanılan bir çip içerir.
Kullanıcının vericiyi tek bir güç kaynağına yerleştirmesi yeterli; örneğin bileğindeki akıllı saat gibi; birden fazla alıcı ise kişinin vücudunun herhangi bir yerine yerleştirilebilir. Sistem daha sonra, vücuda bağlı güç iletimi olarak adlandırılan bir işlem yoluyla kullanıcının vücudundaki birden fazla giyilebilir cihaza güç sağlamak için kaynaktan gelen enerjiyi kullanıyor. Bu şekilde, kullanıcının yalnızca bir cihazı şarj etmesi gerekecek ve giyilen diğer cihazlar aynı anda tek kaynaktan çalıştırılabilecek. Ekibin deneyleri, sistemlerinin, tamamen şarj edilmiş tek bir güç kaynağının, 10 saatten fazla bir süre boyunca vücutta 10'a kadar giyilebilir cihaza güç sağlamasına izin verdiğini gösterdi.
NUS ekibi, tamamlayıcı bir güç kaynağı olarak çevreden enerji toplamayı da araştırdı. Araştırmaları, tipik ofis ve ev ortamlarının, örneğin çalışan bir dizüstü bilgisayardan insanların her zaman maruz kaldığı parazit elektromanyetik (EM) dalgalara sahip olduğunu buldu. Ekibin yeni alıcısı, EM dalgalarını ortam ortamından temizliyor ve vücuda bağlı güç olarak adlandırılan bir süreç aracılığıyla insan vücudu, vücudun etrafındaki konumlarına bakılmaksızın giyilebilir cihazlara güç sağlamak için bu enerjiyi toplayabiliyor.
Daha küçük, pilsiz giyilebilir cihazların önünü açıyor
Doç. Dr. Yoo, ekibinin yönteminin faydaları hakkında şunları söyledi: “Piller, giyilebilir cihazlardaki en pahalı bileşenler arasında yer alıyor ve tasarıma hacim katıyor. Benzersiz sistemimiz, pil ihtiyacını ortadan kaldırma potansiyeline sahiptir, böylece üreticilerin üretim maliyetini önemli ölçüde azaltırken cihazları minyatürleştirmesine olanak tanır. Daha da heyecan vericisi, pillerin kısıtlamaları olmadan, geliştirmemiz EKG yamaları, oyun aksesuarları ve uzaktan teşhis gibi yeni nesil giyilebilir uygulamaları mümkün kılabilir."
NUS ekibi, gelecekte kullanıcının cep telefonu veya akıllı saati olsun, güç aktaran herhangi bir cihazın diğer tüm giyilebilir cihazların ağ güç taleplerini karşılayabileceğini umarak verici/alıcı sistemlerinin güç verimliliğini artırmaya devam edecek. vücutta daha uzun süre kalmasını sağlar pil ömür.