Sức mạnh trên da, đột phá về pin có thể mặc
Những điểm chính
- Các nhà nghiên cứu tại Đại học Carnegie Mellon đã sử dụng da như một bộ dẫn điện, để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử nhỏ, không cần pin.
- Kỹ thuật này được xây dựng dựa trên khái niệm về các thành phần và triển khai dễ sử dụng.
- Công nghệ cấp nguồn qua da vẫn cần phát triển thêm, nhưng có tiềm năng hỗ trợ cho những người khuyết tật hoặc mắc bệnh mãn tính trong tương lai.
Đôi khi, bạn sẽ thấy một tiêu đề ca ngợi một đột phá công nghệ pin, nhưng thực tế chỉ là một khái niệm lý thuyết cách đây nhiều năm. Nhưng nếu chúng ta có thể giải phóng thiết bị khỏi pin của chúng, và truyền đủ lượng điện không dây để cung cấp năng lượng cần thiết cho smartwatch, vòng thông minh, và các thiết bị tiêu thụ ít năng lượng khác để tiếp tục hoạt động?
Đó là điều mà một nhóm nghiên cứu tại Future Interfaces Group của Đại học Carnegie Mellon đã hỏi, khi họ đã làm việc để thể hiện việc sử dụng cơ thể con người – cụ thể là da – để chuyển dòng điện từ một pin được lưu trữ trong túi, đến một thiết bị được đeo ở nơi khác. Điều này không chỉ là một ý tưởng lý thuyết mà chưa thực tế.
Sử dụng cơ thể con người làm dẫn điện
Mà không gây sốc điện cho bất kỳ ai, hoặc dừng tiểu độ
Bông tai điện tử là một trong những thiết bị mà các nhà nghiên cứu đã sử dụng làm minh họa.
Giáo sư Phụ trách Chris Harrison, sinh viên Tiến sĩ Daehwa Kim, và sinh viên tốt nghiệp nghỉ học Andy Kong đã công bố gần đây công việc của họ về sức mạnh trên da, một cách sử dụng đột phá của da như một bộ dẫn điện, để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ, không cần pin.
Đây không phải là một trong những tiến bộ lý thuyết nhưng hi vọng. Nhóm đã xây dựng dự án của họ từ một góc nhìn thực tế ngay từ đầu, chỉ xem xét các thành phần thuận tiện như điện cực khô, không cần gel dẫn điện dính để kết nối với trường điện của cơ thể. Nhóm tiếp tục trên cơ sở nghiên cứu trước đó chỉ ra rằng cơ thể chuyển năng lượng không dây RF hiệu quả ở 40 MHz, một tần số đủ cao để không bị phát hiện bởi các dây thần kinh nhạy cảm sẽ phát ra tiếng la từ sự điện giật.
Sau khi kiểm tra kỹ lưỡng các triển khai của họ, họ đã thử nghiệm các vị trí truyền tín hiệu khác nhau, ngay cả việc xem xét sự tách biệt giữa hai lớp vải giữa nguồn cung cấp năng lượng được đặt trong túi và da. Họ đã thành công truyền hơn 100 µV an toàn đến cánh tay trái từ một bộ truyền được đặt trong túi quần tay trái, trong một ví dụ.
Các vòng thông minh tốt nhất năm 2024
Mở khả năng đầy đủ của ngón tay của bạn
Các nhà nghiên cứu nhắm đến các thiết bị như các bộ điều khiển Bluetooth LE được vận hành bằng ngón tay cái và các cảm biến sức khỏe gắn trên da sử dụng tụ điện, thay vì pin, để tối đa hóa hiệu suất. Tận dụng chu kỳ ngủ-thức, họ đã thành công thể hiện hiệu quả của sức mạnh trên da trong việc cung cấp năng lượng cho các cảm biến sức khỏe, mà không cần một sợi dây ngoại vi nào.
Để rõ ràng, 100 µV không nhiều. Công nghệ còn một quãng đường dài phải đi trước khi nó có thể ảnh hưởng đến các thiết bị có thể mặc như những chiếc vòng thông minh và pin của chúng khoảng 0.5Wh. Nhưng nó có thể có tác động tích cực đối với, ví dụ, những người khuyết tật, hoặc những người sống với các tình trạng sức khỏe mãn tính, trong tương lai gần. Điều này không phải là lần đầu tiên trong tin tức công nghệ gần đây mà những người sáng tạo mới nổi đã tạo ra một cái gì đó thực sự cool. Hy vọng nghiên cứu của họ sẽ là một bước nhảy cho các nhà phát minh trên toàn thế giới, càng sớm càng tốt.
Gặp gỡ những hacker đứng sau kính thông minh AI Ray-Ban Meta khi chúng tôi nói về quyền riêng tư, hiểu biết kỹ thuật số và ý định tốt
Họ không phải siêu ác nhân muốn làm doxx tất cả chúng ta (thoái)
Nguồn: https://manualmentor.com/power-over-skin-the-next-wearable-battery-breakthrough.html?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=power-over-skin-the-next-wearable-battery-breakthrough
Key Takeaways
- Researchers at Carnegie Mellon University used skin as a conductor of electricity, to power tiny, battery-free wearable electronics.
- The technique was built around the concept of user-friendly components and implementations.
- Power-over-skin technology still needs further development, but stands to benefit the differently abled, or individuals with chronic health conditions in the future.
Occasionally, you’ll see a headline touting some groundbreaking battery technology advancement, only for it to be a theoretical concept that’s years from reality. But what if we could untether devices from their batteries, and transmit just enough wireless electricity to feed smartwatches, smart rings, and other low-power devices just the trickle of energy they need to keep functioning?
That’s what a group of researchers in Carnegie Mellon University’s Future Interfaces Group asked, as they worked to demonstrate the first use of the human body — its skin, to be exact — to move electricity from a battery stored in a pocket, to a device worn elsewhere. The proof-of-concept of power-over-skin might not end up in your favorite product next week, but it’s already reality.
Using the human body as a conductor
Without electrocuting anybody, or stopping anybody’s heart
Electronic earrings are among the devices the researchers used as demonstrations.
Associate Professor Chris Harrison, PhD student Daehwa Kim, and gap year graduate student Andy Kong recently published their work on power-over-skin, a groundbreaking use of skin as a conductor of electricity, for powering tiny, battery-free wearable electronics.
It isn’t one of those theoretical-yet-hopeful advancements, either. The group framed their project from a real-world perspective from the start, considering only convenient components like dry electrodes, which don’t require sticky conductive gel to connect to the body’s electrical field. The team built on prior research indicating the body’s efficient transfer of RF wireless energy at 40 MHz, a frequency high enough to stay undetected by sensitive nerve endings that would otherwise scream from electrocution.
After thoroughly vetting their implementations, they tested various transmitter locations, even taking into account the separation of two layers of fabric that exist between a pocketed power supply and the skin. They managed to safely deliver over 100 µV to the left bicep from a transmitter located in a left-hand pants pocket, in one example.
Best smart rings in 2024
Unlock your finger’s full potential
The researchers targeted devices like thumb-operated Bluetooth LE joysticks and skin-attached health sensors using capacitors, rather than batteries, to maximize efficiency. Taking advantage of sleep-wake cycles, they successfully demonstrated power-over-skin’s effectiveness at powering health sensors, without a single external wire involved.
To be clear, 100 µV isn’t much. The technology has a long way to go before it could impact wearables like smart rings and their roughly 0.5Wh batteries. But it could have a beneficial impact on, for example, the differently abled, or those living with chronic health conditions, in the relatively near future. This isn’t the first time in recent tech news that up-and-coming innovators have created something really cool. Here’s hoping their research serves as a springboard for inventors around the world, as soon as possible.
Meet the hackers behind the Ray-Ban Meta AI doxing glasses as we talk privacy, digital literacy, and good intentions
They’re not supervillains out to doxx us all (whew)