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可穿戴電池不給力 人體充當(dāng)路由器

發(fā)布時(shí)間: 2015-09-09 10:07:19    來(lái)源: 雷鋒網(wǎng)
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[摘要]無(wú)論是在內(nèi)部還是外部(內(nèi)部是指人體本身,外部則是指人體磁場(chǎng)),人體都能成為許多電子設(shè)備的“路由器”,可以支持設(shè)備彼此間的無(wú)線通信。

 

  無(wú)論是在內(nèi)部還是外部(內(nèi)部是指人體本身,外部則是指人體磁場(chǎng)),人體都能成為許多電子設(shè)備的“路由器”,可以支持設(shè)備彼此間的無(wú)線通信。現(xiàn)在,來(lái)自加州大學(xué)圣迭戈分校雅各布斯工程學(xué)院的工程師們開(kāi)發(fā)出了一個(gè)與眾不同的無(wú)線通信技術(shù),可以通過(guò)人體的低功率磁場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳導(dǎo)。相比于傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù),該技術(shù)不僅能耗更低,而且也更安全。

  我們知道,目前市面上有很多設(shè)備可以利用人體、或在人體周?chē)鷮?shí)現(xiàn)彼此通信,比如智能手表、植入式智能監(jiān)控設(shè)備甚至可吸收式無(wú)線傳感器。不過(guò),這些設(shè)備常需要依靠無(wú)線電波收發(fā)器(比如藍(lán)牙或WiFi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳導(dǎo)。但問(wèn)題是由于無(wú)線電波會(huì)受到人體阻礙,很多設(shè)備必須要加大功率才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,這也進(jìn)一步加大了對(duì)電池的需求。

  而利用人體磁場(chǎng)進(jìn)行通信的技術(shù)進(jìn)入了人們的視野,當(dāng)然目前這項(xiàng)技術(shù)仍處在開(kāi)發(fā)階段,但工程師們表示,他們的新系統(tǒng)比同一領(lǐng)域內(nèi)的無(wú)線電通信技術(shù)要先進(jìn)得多,特別是和藍(lán)牙設(shè)備通信相比,該技術(shù)的功率損耗要低上1000萬(wàn)倍!

  “未來(lái),人們身上的電子設(shè)備將會(huì)變得越來(lái)越多,像是智能手表、健身追蹤器、監(jiān)控監(jiān)測(cè)器等,”加州大學(xué)圣迭戈分校電子計(jì)算機(jī)工程學(xué)院教授Patrick Mercier說(shuō),“所有這些電子設(shè)備都需要在彼此之間進(jìn)行信息交互,目前,這些設(shè)備間主要通過(guò)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)信息傳輸,這種技術(shù)的能耗非常大。因此,我們希望找到一個(gè)更好的數(shù)據(jù)傳輸方式,而利用人體可以使能耗大大降低。”

  為了開(kāi)發(fā)原型產(chǎn)品,工程師們使用了PVC管絕緣包裹的銅導(dǎo)線圈。在一端,導(dǎo)線和一臺(tái)接收器及處理器相連接;而在另一端,導(dǎo)線會(huì)連接到人體的三個(gè)部分:頭部、手部以及腿部。這樣一來(lái),線圈作為感應(yīng)器,不僅可以產(chǎn)生能量,還能制造出磁場(chǎng);而人體則成為了磁場(chǎng)的波導(dǎo)電感體。研究人員可以利用這樣一個(gè)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù),同時(shí)還評(píng)估了手臂到手臂、手臂到頭部以及手臂到腳部等部位的功率損失狀況。

  Mercier教授說(shuō):“據(jù)我們所知,相比于現(xiàn)有任何一個(gè)無(wú)線人體通信系統(tǒng),該技術(shù)的功率耗損是最低的;因此,這項(xiàng)技術(shù)可以幫助我們開(kāi)發(fā)出能耗能更低的可穿戴設(shè)備。”

  開(kāi)發(fā)低能耗電子設(shè)備最直接的好處就是對(duì)電池續(xù)航能力的要求會(huì)大幅降低,繼而會(huì)有更多體積較小、能耗更低的電子設(shè)備出現(xiàn)。

  參與這一項(xiàng)目研究的博士生Jiwoong Park說(shuō):“很多可穿戴設(shè)備,比如智能手表,都存在一個(gè)運(yùn)行時(shí)間太短的問(wèn)題。原因主要就是它們的電池容量太小,利用這種人體磁場(chǎng)通信系統(tǒng),有望可以大大減少能量消耗,這樣用戶就再也不用頻繁地給自己的設(shè)備充電了。”

  此外根據(jù)相關(guān)研究人員透露,除了低能耗這一優(yōu)勢(shì),相比于目前無(wú)線通信技術(shù),人體磁場(chǎng)通信技術(shù)的安全性也更高。我們知道,藍(lán)牙是在空氣中傳輸數(shù)據(jù)的,也就是說(shuō)信息通信是開(kāi)放的,因此理論上攔截信號(hào)并不困難,從而讓個(gè)人隱私暴露在潛在的威脅之中。

  但是人體磁場(chǎng)通信基本上都是在人體身上進(jìn)行的,而且也不需要單獨(dú)連接其他無(wú)線設(shè)備。在監(jiān)控人體磁場(chǎng)通信系統(tǒng)時(shí),研究人員測(cè)量了信號(hào)變化,他們發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)線圈一旦離開(kāi)人體,輻射信號(hào)就會(huì)急劇下降,也就是說(shuō),幾乎不可能在兩個(gè)不同的人之間進(jìn)行信息傳輸,即便兩人靠得很近也無(wú)法做到。

  Jiwoong Park說(shuō):“當(dāng)消費(fèi)者使用可穿戴設(shè)備的時(shí)候,由于傳輸?shù)亩际桥c個(gè)人健康相關(guān)的數(shù)據(jù),因此他們最在乎的就是自己的個(gè)人隱私。”

  不過(guò),人體磁場(chǎng)通信技術(shù)也有一些缺點(diǎn),比如它只適合一些環(huán)繞身體某些部位的電子設(shè)備,像智能手表、頭帶、腰帶,等等。如果是一些皮膚植入式或固定在皮膚上的可穿戴設(shè)備則無(wú)法使用該技術(shù),這是因?yàn)榇艌?chǎng)需要以圓形形狀才能通過(guò)人體進(jìn)行傳播。

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