Singapurische Forscher sagen, dass sie eine Möglichkeit entwickelt haben, den menschlichen Körper als Medium zu nutzen, um Energie und Energie für Wearables zu gewinnen. Die Technologie bezieht Strom von einem einzigen Gerät, beispielsweise einem Mobiltelefon in einer Tasche, um andere am Körper angebrachte Wearables drahtlos aufzuladen.
Es könnte auch verwendet werden, um ungenutzte Energie aus elektronischen Geräten in Häusern oder Büros zu gewinnen, um Wearables mit Strom zu versorgen, sagte das Team des Department of Electrical and Computer Engineering der National University of Singapore (NUS). Die Ingenieure entwickelten die Technologie zusammen mit dem N.1 Institute for Health der Universität, das aus Akademikern des Neuro-Engineerings besteht, die maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz einsetzen, um klinische Studien zu ermöglichen.
Die Forscher bauten ein System, das einen Empfänger und einen Sender umfasst, die jeweils mit einem Chip ausgestattet sind, der die drahtlose Stromversorgung des gesamten menschlichen Körpers ermöglicht.
Es wurde entwickelt, um allgemeine Herausforderungen mit bestehenden Nahfeldübertragungs- oder drahtlosen Lademechanismen zu bewältigen, bei denen die Abdeckung durch die Übertragungsentfernung, die Stabilität der Energiebewegung sowie den Weg der Energie begrenzt war. Dieser Übertragungsweg könnte durch das Vorhandensein von Hindernissen, insbesondere der Nähe von menschlichen Körpern, unterbrochen werden. Dies wird als Körperschatten bezeichnet und kann die Leistung von drahtlosen Ladesystemen beeinträchtigen.
Diese Probleme führten dazu, dass die heute verfügbaren Methoden keine nachhaltige Energie zum Laden von Wearables im gesamten menschlichen Körper liefern konnten, so die NUS-Forscher.
Anstatt das Hindernis zu umgehen, sagten sie, dass sie den menschlichen Körper als Kanal benutzten, um Energie zu ernten und zu übertragen.
„Ein Benutzer muss nur den Sender an einer einzigen Stromquelle platzieren, beispielsweise die Smartwatch am Handgelenk eines Benutzers, während mehrere Empfänger an einer beliebigen Stelle am Körper der Person platziert werden können. Das System nutzt dann die Energie der Quelle, um mehrere Wearables mit Strom zu versorgen den Körper des Benutzers über einen Prozess, der als körpergekoppelte Kraftübertragung bezeichnet wird”, sagte das Team.
Dies würde es dem Träger ermöglichen, nur ein Gerät aufzuladen, das dann alle anderen am Körper getragenen Geräte gleichzeitig mit Strom versorgt.
Die Tests ergaben, dass das System mit einer einzigen vollständig aufgeladenen Quelle bis zu 10 tragbare Geräte am Körper für mehr als 10 Stunden mit Strom versorgen könnte, sagte das NUS-Forschungsteam.
Die körpergekoppelte Kraftübertragungstechnologie zeigte auch einen Pfadverlust von 30 dB (Dezibel) bis 70 dB niedriger als die Fernfeldübertragung, bei der ein Körperschatteneffekt auftrat. Es konnte 2 µW (Mikrowatt) am Kopf des Körpers von einem 1,2-mW (Megawatt)-Sender empfangen, der 160 cm entfernt am Knöchel platziert war.
Die Forscher suchten auch nach Möglichkeiten, Energie aus der Umwelt zu gewinnen. Sie wiesen auf parasitäre elektromagnetische (EM) Wellen in einer typischen Wohn- oder Büroumgebung hin, der die meisten Menschen ausgesetzt waren, wie beispielsweise einem laufenden Laptop.
Der Empfänger des Systems könnte durch körpergekoppelte Stromversorgung EM-Wellen aus der Umgebung suchen und abrufen, sodass Menschen die Energie gewinnen können, um Wearables an ihrem Körper zu betreiben.
Der leitende Forscher des Teams, Jerald Yoo, sagte: „Batterien gehören zu den teuersten Komponenten in tragbaren Geräten und verleihen dem Design mehr Volumen. Unser einzigartiges System hat das Potenzial, den Bedarf an Batterien zu vermeiden, wodurch Hersteller die Geräte miniaturisieren und gleichzeitig reduzieren können Produktionskosten erheblich.
“Ohne die Beschränkungen von Batterien kann unsere Entwicklung die nächste Generation von tragbaren Anwendungen wie EKG-Patches (Elektrokardiogramm), Spielezubehör und Ferndiagnose ermöglichen”, sagte Yoo.
Forscher der University of CU Boulder in den USA sagten, sie hätten ein tragbares Gerät entwickelt, das den menschlichen Körper in eine Batterie verwandelt und Körperwärme in Strom umwandelt. Das Wearable müsste jedoch die menschliche Haut berühren, um zu funktionieren.
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