E se la tua cintura facesse di più che reggere i pantaloni? E se ascoltasse anche il tuo FitBit, occhiali intelligenti, e gioielli intelligenti per riconoscere meglio in quali attività eri impegnato mentre utilizzavi molta meno energia di qualsiasi altra cosa attualmente sul mercato?

In un nuovo articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura , i ricercatori della USC Viterbi School of Engineering hanno dimostrato come l'induzione magnetica potrebbe un giorno alimentare la prossima generazione di dispositivi indossabili.

Nel futuro prossimo, i dispositivi indossabili faranno molto di più che contare i nostri passi. Saranno utilizzati insieme ad altri dispositivi indossabili per monitorare i parametri vitali dei pazienti ospedalieri o per tracciare la posizione dei vigili del fuoco e dei primi soccorritori, tra le altre applicazioni.

Il problema, però, è potenza e costo. Nessuno vuole caricare il proprio smartwatch, bicchieri, braccialetto o cavigliera ogni volta che escono dalla porta,

Il prototipo, progettato da Negar Golestani, autore principale e dottorato di ricerca studente presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica Ming Hsieh della USC Viterbi, è costituito da una rete di dispositivi tutti indossati contemporaneamente sul corpo come una cintura, braccialetto, cavigliera, anello e collana.

La cintura, in questo caso, funge da nodo centrale, il che significa che gli altri dispositivi non hanno bisogno di batterie, parti mobili, o sensori costosi.

Anziché, ogni dispositivo genera il proprio segnale utilizzando l'accoppiamento induttivo, mentre il nodo centrale riceve i segnali. Quando la persona che indossa i dispositivi si muove, l'accoppiamento reciproco cambia e vengono ricevute diverse potenze di segnale da ciascun dispositivo al nodo centrale.

"Questa configurazione consente al nodo centrale di vedere dove si trova ciascun dispositivo rispetto all'insieme, dandoci una comprensione molto più dettagliata della posa e del movimento del corpo, " ha detto Golestani. "E tutto è fatto fino a sei volte in modo più efficiente in termini di alimentazione della batteria rispetto ad altri sistemi di comunicazione a corto raggio come il Bluetooth".

Tutti gli attuali dispositivi indossabili pratici, come FitBit, Google Glass o Jawbone, utilizzare la propagazione delle onde radio per la trasmissione del segnale. Ma questa tecnica ha molti difetti. Primo, richiede molta energia, il che significa un sacco di carica. Ricaricare costantemente il tuo smartwatch prima di fare jogging potrebbe essere un piccolo fastidio, ma è un vero rischio per la salute quando questi dispositivi vengono utilizzati per persone malate negli ospedali o che lavorano in ambienti pericolosi. Il mancato monitoraggio può causare danni al paziente e risultati imprevisti.

Anche i sistemi di monitoraggio convenzionali che utilizzano tecnologie di propagazione delle onde radio sono costosi e richiedono molte parti. Un dispositivo di localizzazione ha bisogno di un sensore, batterie, e capacità di comunicazione senza fili. Uno dei motivi per cui non vediamo dispositivi indossabili composti da diversi dispositivi indossati su tutto il corpo, il che sarebbe molto più efficace, è che ogni dispositivo ha bisogno di alimentazione per il rilevamento e la comunicazione wireless. Immagina di dover caricare una rete di dispositivi ogni quattro ore durante la tua giornata. E per di più, il corpo umano stesso può interferire con i segnali di questi dispositivi perché la maggior parte dei tessuti biologici indebolisce le onde elettromagnetiche di un dispositivo.

Induzione magnetica, che i ricercatori dei sistemi a microonde, Sensori, e Laboratorio di imaging, o MiXIL, aveva precedentemente utilizzato per sviluppare sensori sotterranei per monitorare le variabili che incidono sui cambiamenti climatici, ha il potenziale per risolvere tutti questi problemi e altro ancora.

"L'osservazione di Negar è davvero fuori dagli schemi, elegante e originale, " ha detto il professor Mahta Moghaddam, coautore, Direttore di MiXIL e advisor di Golestani. "Negar è stata in grado di iniziare con un concetto di base che potremmo tipicamente associare al rilevamento ambientale e di innovare in un'area molto diversa ma anche di grande impatto. La tecnologia che ha sviluppato avrà benefici di vasta portata nel settore sanitario, sicurezza, fitness, intrattenimento, tra gli altri campi».

Questo sistema può monitorare le attività quotidiane, incoraggiare l'utente a compiere azioni specifiche, o aiutare i fisioterapisti a monitorare i progressi dei loro pazienti. Secondo Golestan, le applicazioni vanno ben oltre gli ospedali e i dispositivi indossabili per la salute di tutti i giorni, pure; includono la sorveglianza e la risposta alle catastrofi.

"Immaginate i vigili del fuoco sul campo che combattono contro un incendio di cespugli vicino a Los Angeles, " dice. "Se fossero dotati di un dispositivo come questo, potremmo dire molto facilmente cosa sta facendo ogni vigile del fuoco e se si sta muovendo. Potremmo fare molto meglio di quanto possiamo con le fotocamere esterne, che potrebbe essere limitato dal fumo o dal terreno."

E c'è di più. Poiché il dispositivo di Golestani utilizza la stessa tecnologia utilizzata per la comunicazione subacquea, è molto meglio degli attuali dispositivi indossabili per ambienti in cui le frequenze radio sono difficili. Tanto che potrebbe essere equipaggiato come parte dell'attrezzatura di un subacqueo per fornire letture accurate su movimento e sicurezza.

Il documento ha fornito una prova di concetto, che Golestani spera di essere finalmente portato fuori dal laboratorio e applicato al mondo reale.