Durante la última década, una tendencia importante en la electrónica ha sido el desarrollo de sensores, pantallas y dispositivos inteligentes que se integran perfectamente en el cuerpo humano. La mayoría de estos dispositivos portátiles están conectados singularmente al teléfono inteligente de un usuario y transmiten todos los datos a través deSeñales Bluetooth o Wi-Fi. Pero a medida que los consumidores usan un número cada vez mayor de dispositivos portátiles y los datos que transmiten aumentan en sofisticación, se buscan métodos de conexión más innovadores.
Ahora, investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS han inventado una forma completamente nueva para que los dispositivos portátiles se interconecten. Incorporaron textiles conductores en la ropa para conectar dinámicamente varios dispositivos portátiles a la vez. Esta 'red inalámbrica de sensores corporales' permite dispositivospara transmitir datos con una señal 1000 veces más potente que las tecnologías convencionales, lo que significa que la duración de la batería de todos los dispositivos se mejora dramáticamente. Las redes inalámbricas de estos dispositivos portátiles en un cuerpo tienen aplicaciones futuras en monitoreo de salud, intervenciones médicas e interfaces hombre-máquina.
Este avance tecnológico, que tardó un año en lograr el equipo de 10 miembros, se publicó como portada de Electrónica de la naturaleza el 17 de junio de 2019.
Mejor transmisión de datos, mayor privacidad
Actualmente, casi todos los sensores corporales, como los relojes inteligentes, se conectan a teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos portátiles a través de ondas de radio como Bluetooth y Wi-Fi. Estas ondas irradian hacia afuera en todas las direcciones, lo que significa que la mayor parte de la energía se pierde en el área circundante.Este método de conectividad reduce drásticamente la eficiencia de la tecnología portátil ya que la mayor parte de la duración de la batería se consume al intentar la conexión.
Como tal, el profesor asistente John Ho y su equipo del Instituto para la Innovación y Tecnología de la Salud NUS iHealthtech y la Facultad de Ingeniería de NUS querían limitar las señales entre los sensores más cerca del cuerpo para mejorar la eficiencia.
Su solución fue mejorar la ropa regular con textiles conductores conocidos como metamateriales. En lugar de enviar ondas al espacio circundante, estos metamateriales pueden crear 'ondas de superficie' que pueden deslizarse de forma inalámbrica alrededor del cuerpo sobre la ropa. Esto significa que la energíade la señal entre dispositivos se mantiene cerca del cuerpo en lugar de extenderse en todas las direcciones. Por lo tanto, los dispositivos electrónicos portátiles usan mucha menos energía de lo normal y los dispositivos pueden detectar señales mucho más débiles.
"Esta innovación permite la transmisión perfecta de datos entre dispositivos a niveles de potencia que se reducen 1,000 veces. O, alternativamente, estos textiles metamateriales podrían aumentar la señal recibida en 1,000 veces, lo que podría proporcionar velocidades de datos dramáticamente más altas para la misma potencia", Afirmó el profesor Ho. De hecho, la señal entre dispositivos es tan fuerte que es posible transmitir de forma inalámbrica la energía desde un teléfono inteligente al dispositivo en sí mismo, lo que abre la puerta a dispositivos portátiles sin batería.
Crucialmente, este aumento de señal no requiere ningún cambio ni en el teléfono inteligente ni en el dispositivo Bluetooth; el metamaterial funciona con cualquier dispositivo inalámbrico existente en la banda de frecuencia diseñada.
Esta forma ingeniosa de dispositivos de red también proporciona más privacidad que los métodos convencionales. Actualmente, las ondas de radio transmiten señales a varios metros de la persona que usa el dispositivo, lo que significa que la información personal y sensible podría ser vulnerable a posibles espías. Al limitar la conexión inalámbricaseñal de comunicación a menos de 10 centímetros del cuerpo, el profesor As Ho y su equipo han creado una red que es más segura.
Diseño inteligente, capacidades mejoradas
El equipo tiene una patente provisional de primer año sobre el diseño textil metamaterial, que consiste en una tira de metamaterial en forma de peine en la parte superior de la ropa con una capa conductora sin patrón debajo. Estas tiras se pueden colocar en la ropa en cualquier patrónnecesario para conectar todas las áreas del cuerpo. El metamaterial en sí mismo es rentable, en el rango de unos pocos dólares por metro, y se puede comprar fácilmente en rollos.
"Comenzamos con un metamaterial específico que era plano y podía soportar ondas de superficie. Tuvimos que rediseñar la estructura para que pudiera funcionar a las frecuencias utilizadas para Bluetooth y Wi-Fi, funcionar bien incluso cerca del cuerpo humano, y podría producirse en masa cortando láminas de textiles conductores ", explicó el profesor As Ho.
El diseño particular del equipo se creó con la ayuda de un modelo de computadora para asegurar una comunicación exitosa en el rango de radiofrecuencia y optimizar la eficacia general. La ropa inteligente se fabrica cortando con láser el metamaterial conductor y uniendo las tiras con adhesivo de tela.
Una vez hechas, las prendas 'inteligentes' son muy robustas. Pueden doblarse y doblarse con una pérdida mínima de la intensidad de la señal, y las tiras conductoras pueden incluso cortarse o rasgarse, sin inhibir las capacidades inalámbricas. Las prendas también pueden ser dobladas.lavado, secado y planchado como la ropa normal.
Próximos pasos
El equipo está hablando con socios potenciales para comercializar esta tecnología, y en un futuro próximo el profesor As Ho espera probar los textiles "inteligentes" como ropa deportiva especializada y para que los pacientes del hospital controlen el rendimiento y la salud. Las aplicaciones potenciales podrían variar drásticamente- desde medir los signos vitales de un paciente sin inhibir su libertad de movimiento, hasta ajustar el volumen en los auriculares inalámbricos de un atleta con un solo movimiento de la mano.
Video: http: //youtu.be/JPB-ccROhIE
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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