@ 2015.09.20 , 15:30

用磁场穿透人体来通信的可穿戴设备

想从你的Fitbit发送数据却不希望消耗它的电池寿命,或者想让你的iPhone和Apple watch之间在沟通时不必担心窃听?加州大学的工程师表示可穿戴设备之间最好的通信方法是发射穿过佩戴者身体的磁场。

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从一个可穿戴设备中发送数据到另外一个可穿戴设备中最短的路径是直线,但一般而言这意味着要穿过身体。但无线电并不能轻易穿过身体组织,蓝牙或WiFi信号不得不在身体周围绕远路,这样一来就会需要更多能量。另一方面,据加州大学圣地亚哥分校可穿戴设备感应器中心副主任Patrick Mercier介绍,一个磁场所携带的信号可以从一只手传递到另外一只手,不必受到两手之间身体躯干的干扰。

这种差别非常重要。一个功率为2.4GHz的蓝牙设备路径损耗约为70dB。Mercier和他的团队设计出了一种原型磁变送器,它的路径损耗仅10dB。Mercier说:“相比蓝牙设备,这种原型磁变送器的路径损耗要低一千万倍。”Mercier的研究出现在8月份意大利米兰举行的电气及电子工程师学会生物医学工程协会会议上。

一个第二类蓝牙耳机能将信号向外传输约10米,而磁场几乎只在身体周围传输信号,这使得他人难以利用发送出来的信号。

为了证明他们的观点,研究人员们在实验室成员的头、手臂和腿上缠了有绝缘物包裹的铜线,并测量路径损耗。一般产生磁场需要一个线圈,因此能够轻易在类似于智能手表这种已经能够缠绕身体部位的设备上建造出这样的系统。其它设备,比如智能手机和耳机中已经有线圈但它们是平的,没法环绕你的身体,那么磁场的定向将完全不同。

至于人们是否会反对让磁场信号通过他们的身体,Mercier表示传输信号远远弱于地球磁场,我们生活在地球磁场中也没见受到伤害。他说:“如果说世界上有某种你愿意放入体内的场,那么它一定是磁场,因为生物组织并不会以任何显著的方式对磁场作出反应。”

不过医用植体(比如心脏起搏器和胰岛素泵)与这种磁场系统之间可能会有干扰,对此Mercier表示现在这种用穿透人体的磁场进行通信的系统还只是设计议案而已,他们会将它设计成没有影响的系统。

Mercier希望在几年内建造出一个实用版的变送器。

本文译自 IEEE,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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