Los ingenieros eléctricos de la Universidad de California en San Diego demostraron una nueva técnica de comunicación inalámbrica que funciona mediante el envío de señales magnéticas a través del cuerpo humano. La nueva tecnología podría ofrecer una energía más baja y una forma más segura de comunicar información entre dispositivos electrónicos portátiles, proporcionandoSegún los investigadores, los investigadores presentaron una alternativa mejorada a los sistemas de comunicación inalámbrica existentes. Presentaron sus hallazgos el 26 de agosto en la 37ª Conferencia Internacional Anual de la Sociedad de Ingeniería y Medicina de la IEEE en Milán, Italia.
Si bien este trabajo sigue siendo una demostración de prueba de concepto, los investigadores prevén desarrollarlo en un sistema inalámbrico de ultra baja potencia que pueda transmitir fácilmente información alrededor del cuerpo humano. Una aplicación de esta tecnología sería una red de sensores inalámbricosmonitoreo de la salud del cuerpo.
"En el futuro, las personas usarán más dispositivos electrónicos, como relojes inteligentes, rastreadores de actividad física y monitores de salud. Todos estos dispositivos deberán comunicarse entre sí. Actualmente, estos dispositivos transmiten información mediante radios Bluetooth,que usan mucha energía para comunicarse. Estamos tratando de encontrar nuevas formas de comunicar información alrededor del cuerpo humano que usen mucha menos energía ", dijo Patrick Mercier, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de UC San Diego, quiendirigió el estudio y Mercier también se desempeña como codirector del Centro de sensores portátiles de la UC San Diego.
Comunicando señales magnéticas a través del cuerpo humano
El nuevo estudio presenta una solución a algunas de las principales barreras de otros sistemas de comunicación inalámbrica: para reducir el consumo de energía al transmitir y recibir información, los sistemas inalámbricos necesitan enviar señales que puedan viajar fácilmente de un lado del cuerpo humano aotro. La tecnología Bluetooth utiliza radiación electromagnética para transmitir datos, sin embargo, estas señales de radio no pasan fácilmente a través del cuerpo humano y, por lo tanto, requieren un aumento de potencia para ayudar a superar esta obstrucción de señal o "pérdida de ruta".
En este estudio, los ingenieros eléctricos demostraron una técnica llamada campo magnético de comunicación del cuerpo humano, que utiliza el cuerpo como vehículo para suministrar energía magnética entre dispositivos electrónicos. Una ventaja de este sistema es que los campos magnéticos pueden pasar libremente a través de los tejidos biológicos, por lo que las señales se comunican con pérdidas de ruta mucho más bajas y, potencialmente, un consumo de energía mucho más bajo. En sus experimentos, los investigadores demostraron que el enlace de comunicación magnética funciona bien en el cuerpo, pero no probaron el consumo de energía de la técnica. Los investigadores mostraron que la rutalas pérdidas asociadas con la comunicación del cuerpo humano del campo magnético son más de 10 millones de veces menores que las asociadas con las radios Bluetooth.
"Esta técnica, hasta donde sabemos, logra las pérdidas de ruta más bajas de cualquier sistema inalámbrico de comunicación del cuerpo humano que se haya demostrado hasta ahora. Esta técnica nos permitirá construir dispositivos portátiles de mucho menor poder", dijo Mercier.
Un menor consumo de energía también conduce a una mayor duración de la batería. "Un problema con los dispositivos portátiles como los relojes inteligentes es que tienen tiempos de funcionamiento cortos porque están limitados al uso de baterías pequeñas. Con este sistema de comunicación de cuerpo humano con campo magnético, esperamosreducir el consumo de energía, así como la frecuencia con la que los usuarios necesitan recargar sus dispositivos ", dijo Jiwoong Park, un estudiante de doctorado en el Laboratorio de Microsistemas Eficientes de Energía de Mercier en la Escuela de Ingeniería UC San Diego Jacobs y primer autor del estudio.
Los investigadores también señalaron que esta técnica no presenta ningún riesgo grave para la salud. Dado que esta técnica está destinada a aplicaciones en sistemas de comunicación de ultra baja potencia, se espera que la potencia de transmisión de las señales magnéticas enviadas a través del cuerpo sea muchas veces menorque el de los escáneres de resonancia magnética y los dispositivos de implantes inalámbricos.
Otra ventaja potencial de la comunicación del campo humano con el campo magnético es que podría ofrecer más seguridad que las redes Bluetooth. Debido a que la radio Bluetooth comunica datos por el aire, cualquier persona que se encuentre a menos de 30 pies puede espiar ese enlace de comunicación. Por otro lado, magnéticoLa comunicación de campo del cuerpo humano emplea el cuerpo humano como medio de comunicación, haciendo que el enlace de comunicación sea menos vulnerable a las escuchas. Con esta técnica, los investigadores demostraron que la comunicación magnética es fuerte en el cuerpo pero disminuye drásticamente el cuerpo. Para poner esto en el contexto deEn una red de comunicación inalámbrica personal de cuerpo completo, la información no se irradiará del cuerpo ni se transmitirá de una persona a otra.
"Es deseable una mayor privacidad cuando utiliza sus dispositivos portátiles para transmitir información sobre su salud", dijo Park.
Demostración de comunicación magnética con un prototipo de prueba de concepto
Los investigadores construyeron un prototipo para demostrar la técnica de comunicación del cuerpo humano del campo magnético. El prototipo consiste en cables de cobre aislados con tubos de PVC. En un extremo, los cables de cobre están conectados a un analizador externo y en el otro extremo, los cablesestán envueltos en bobinas alrededor de tres áreas del cuerpo: la cabeza, los brazos y las piernas. Estas bobinas sirven como fuentes de campos magnéticos y pueden enviar señales magnéticas de una parte del cuerpo a otra utilizando el cuerpo como guía.prototipo, los investigadores pudieron demostrar y medir la comunicación de pérdida de trayectoria baja de brazo a brazo, de brazo a cabeza y de brazo a pierna.
Los investigadores notaron que una limitación de esta técnica es que los campos magnéticos requieren geometrías circulares para propagarse a través del cuerpo humano. Los dispositivos como relojes inteligentes, cintas para la cabeza y cinturones funcionarán bien usando la comunicación del campo humano con un campo magnético, pero no un parche pequeñoque está pegado en el pecho y se usa para medir la frecuencia cardíaca, por ejemplo. Mientras la aplicación portátil pueda envolver una parte del cuerpo, debería funcionar bien con esta técnica, explicaron los investigadores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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