Питание гаджетов через кожу человека

19.11.2024

Современные носимые устройства, такие как фитнес-трекеры и медицинские датчики, требуют компактных и удобных решений для питания. Инженеры из Университета Карнеги-Меллон в США предложили инновационное решение: использовать человеческое тело как проводник для радиочастотной энергии. Разработанная ими технология, получившая название Power-over-Skin, способна обеспечить электроэнергией компактные устройства, делая их более удобными и автономными.

Человеческое тело обладает удивительной способностью эффективно проводить радиочастотную (РЧ) энергию на частоте 40 МГц. Исследователи выяснили, что такая частота оптимальна для минимизации потерь энергии. В основе технологии лежит использование емкостных приемников, которые можно разместить на коже или даже поверх одежды. Благодаря этому энергия передается к устройствам без применения инвазивных методов или громоздких батарей.

На практике ученые продемонстрировали работу технологии Power-over-Skin на нескольких носимых устройствах. Среди них - Bluetooth-кольцо с джойстиком, медицинский патч для мониторинга состояния здоровья и датчик солнечного излучения с дисплеем. Эти прототипы подтверждают, что технология может найти применение в различных областях, включая VR и AR-гарнитуры, а также медицинские устройства.

Главным достоинством технологии является ее энергоэффективность и удобство. Однако важно учитывать, что Power-over-Skin подходит только для устройств с низким энергопотреблением. Например, технология успешно обеспечит энергией умные часы или фитнес-трекеры, но для питания мощных процессоров или графических чипов ее возможностей недостаточно. К тому же эффективность передачи энергии снижается при увеличении расстояния между передатчиком и приемником, а также при наличии одежды.

Для исследования эффективности передачи энергии команда протестировала несколько расположений передатчиков на теле: на подошве правой ноги, животе, левом запястье и лице. Приемники же размещали на правом голеностопном суставе, задней части шеи, груди, бицепсах и указательном пальце. Максимальная мощность, зарегистрированная при минимальном расстоянии между передатчиком и приемником, составила 1,53 мВт, а минимальная - 5,3 мкВт. Такие данные подчеркивают важность продуманного размещения компонентов системы для достижения наилучших результатов.

Если технология Power-over-Skin будет полностью безопасной для здоровья, она имеет шанс произвести настоящую революцию в индустрии носимой электроники. Внедрение такого подхода позволит создавать компактные устройства, которые не требуют регулярной зарядки, что особенно важно для медицинских сенсоров и других устройств с постоянным использованием.

Технология Power-over-Skin демонстрирует, как наука может преобразить привычные представления о носимых устройствах и их питании. Использование человеческого тела для передачи энергии открывает новые горизонты для разработки удобных, энергоэффективных гаджетов. В ближайшие годы эта идея может стать основой для новых поколений умной электроники, способной изменить нашу повседневную жизнь.

<< Назад: Электрокроссовер Kia EV3 20.11.2024

>> Вперед: Твердотельный накопитель IRDM PRO GEN 5 19.11.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива 72-ядерный процессор для десктопов 18.11.2015 Корпорация Intel приступила к производству сопроцессора нового поколения - 72-ядерного Xeon Phi под кодовым именем Knights Landing. Анонсированный в 2013 г., новый чип изготавливается на базе технологии 14-нм с применением транзисторов с трехмерной структурой Tri-Gate. Чип Knights Landing пришел на смену Knights Corner, который располагал 61 ядром и имел топологию 22 нм. Новый сопроцессор работает на частоте 1,3 ГГц и выдает максимальную производительность в три терафлопса в вычислениях с плавающей запятой и в восемь терафлопс в вычислениях с плавающей точкой одинарной точности. Это сопоставимо с производительностью графических ускорителей, используемых в современных суперкомпьютерах. Knights Landing оснащен 16 ГБ встроенной оперативной памяти типа MCDRAM. Она в пять раз быстрее по сравнению с новой памятью типа DDR4, которая только набирает популярность, и во столько же раз более эффективна в плане потребления энергии по сравнению с GDDR5, используемой в графических ускорителях. Сопроцессоры Xeon Phi базируются на на архитектуре Intel Many Integrated Core (MIC), которую Intel представила в 2010 г. Сопроцессоры Xeon Phi предназначены для решения "высокопараллельных" задач в следующих сферах: инженерно-геологические изыскания, научные разработки, климатическое моделирование и финансовые операции. Особенность архитектуры MIC, по словам представителей Intel, заключается в поддержке существующих моделей и приемов программирования, знакомых по архитектуре x86. Корпорация предлагает использовать одни и те же средства программирования как для x86, так и для MIC, без необходимости переписывать код.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025