博士生Negar Golestani在磁感应方面的研究可能会改变可穿戴技术的使用方式。(图片来源:Negar Golestani)
如果你的腰带不仅仅是支撑你的裤子呢?如果它还能监听你的FitBit、智能眼镜和智能珠宝，从而更好地识别你在做什么活动，同时比目前市场上的任何产品都耗电少得多呢?
一篇新论文发表在自然通讯，南加州大学维特比工程学院的研究人员展示了bob国际首页登录磁感应技术有朝一日将如何为下一代可穿戴设备提供动力。
在不久的将来，可穿戴设备将不仅仅是计算我们的步数。它们将与其他可穿戴设备一起使用，以监测医院病人的生命体征，或跟踪消防员和急救人员的位置，以及其他应用。
然而，问题在于电力和成本。没人愿意每次出门都给智能手表、眼镜、腕带或脚链充电，
该原型由南加州大学维特比分校电子与计算机工程系的博士生、第一作者Negar Golestani设计，由一系列同时戴在身上的设备组成，比如腰带、腕带、脚链、bob国际首页登录戒指和项链。
在这种情况下，传送带作为一个中心节点，这意味着其他设备不需要任何电池、活动部件或昂贵的传感器。
相反，每个设备使用感应耦合产生自己的信号，而中心节点接收信号。当佩戴设备的人移动时，相互耦合发生变化，中心节点上的每个设备接收到不同的信号功率。
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“这种设置可以让中心节点看到每个设备与整体的关系，让我们更详细地了解身体的姿势和运动，”Golestani说。“与蓝牙等其他短程通信系统相比，这一切在电池电量方面的效率最高可提高6倍。”
目前所有实用的可穿戴设备，如FitBit、谷歌Glass或Jawbone，都使用无线电波传播进行信号传输。但是这种技术有很多缺点。首先，它需要大量的能量，这意味着需要大量的充电。慢跑前不停地给智能手表充电可能是一件小麻烦，但当这些设备用于生病在医院或在危险环境中工作的人时，这实际上是一种健康风险。监测失败可导致患者伤害和不可预料的结果。
使用无线电波传播技术的传统监测系统也很昂贵，而且需要很多部件。跟踪设备需要传感器、电池和无线通信能力。我们没有看到由多个设备组成的可穿戴设备遍布全身的一个原因是多更有效的是，每个设备都需要电力来进行传感和无线通信。想象一下，在你一天的工作中，每四个小时就得给一个设备网络充电。此外，人体本身也会干扰这些设备的信号，因为大多数生物组织都会削弱设备的电磁波。
博士生Negar Golestani(图片来源:Negar Golestani)
微波系统、传感器和成像实验室(MiXIL)的研究人员此前曾利用磁感应技术开发地下传感器，用于监测影响气候变化的变量。磁感应技术有潜力解决所有这些问题，甚至更多问题。
“内加尔的观察是真正的开箱，优雅和原创，”合著者，MiXIL主任和Golestani的顾问Mahta Moghaddam教授说。“Negar能够从一个种子概念开始，我们通常可能将其与环境传感联系起来，并在一个非常不同但也具有高度影响力的领域进行创新。她开发的技术将对医疗保健、安全、健身、娱乐等领域产生深远的影响。”
该系统可以监控患者的日常活动，鼓励用户执行特定的动作，或者帮助理疗师跟踪患者的进展。据Golestani称，这种技术的应用远远超出了医院和日常健康的可穿戴设备;它们包括监测和灾害响应。
她说:“想象一下在洛杉矶附近灭火的消防员。”“如果他们配备了这样的设备，我们就可以很容易地知道每个消防员在做什么，他们是否在移动。我们可以比外部摄像头做得更好，因为外部摄像头可能会受到烟雾或地形的限制。”
还有更多。因为Golestani的设备使用了与水下通信相同的技术，所以它是多比目前的可穿戴设备更适合无线电频率不高的环境。以至于它可以作为潜水员装备的一部分，提供关于运动和安全的准确读数。
这篇论文提供了一个概念的证明，Golestani希望最终能把它带出实验室，应用到现实世界。
发布于2020年3月30日
最后更新于2021年4月8日
