El enfoque transformador utiliza el cuerpo humano para cargar relojes inteligentes

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A medida que los relojes inteligentes pueden monitorear cada vez más los signos vitales de salud, incluido lo que sucede cuando dormimos, ha surgido un problema: esos dispositivos portátiles inalámbricos a menudo se desconectan de nuestro cuerpo por la noche y se cargan junto a la cama.

«La calidad del sueño y los patrones de sueño contienen mucha información importante sobre las condiciones de salud de los pacientes», dice Sunghoon Ivan Lee, profesor asistente de la Facultad de Ciencias de la Información y Computación Amherst de la Universidad de Massachusetts y director del Laboratorio de Análisis de Salud Humana Avanzada.

Pero esta información no se puede rastrear en relojes inteligentes si los dispositivos portátiles se cargan mientras los usuarios están dormidos, como se ha demostrado en investigaciones anteriores. Lee agrega: «La razón principal por la que los usuarios dejan de usar dispositivos portátiles a largo plazo es porque tienen que cargar la batería del dispositivo con frecuencia».

Reflexionando sobre este tema, Lee conversó con Jeremy Gummeson, ingeniero informático portátil de UMass Amherst, para encontrar una solución para cargar continuamente estos dispositivos en el cuerpo para que puedan monitorear la salud del usuario las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

El momento aha para los científicos llegó cuando se dieron cuenta de que «la piel humana es un material conductor», recuerda Lee. «Porque no podemos instrumentar objetos cotidianos, como el escritorio de la oficina, la silla y el volante del automóvil, para que puedan transferir energía sin problemas a través de la piel humana para cargar un reloj o cualquier sensor portátil mientras los usuarios interactúan. ¿Con ellos? Por ejemplo, usando la piel humana como hilo.

«De modo que podemos motivar a las personas a hacer cosas como el seguimiento del sueño porque nunca tienen que quitarse el reloj para cargarlo», añade.

En un artículo publicado en Actas de la ACM sobre tecnologías interactivas móviles, portátiles y ubicuas, Lee, Gummeson y la autora principal Noor Mohammed, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Lee, delinear la base técnica y demostrar su viabilidad. «Espero que esto abra muchas posibilidades hacia el desarrollo de dispositivos portátiles sin batería para aplicaciones clínicas y de consumo», dice Mohammed.

Esta semana, el equipo de UMass Amherst recibió una subvención de $ 598,720 de la National Science Foundation para continuar desarrollando el hardware y el software del sistema.

Gummeson, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática, explica cómo la tecnología utiliza tejido humano como medio de transferencia de energía. «En este dispositivo tenemos un electrodo que se acopla al cuerpo humano, que podría considerarse como el cable rojo si está pensando en una batería tradicional con un par de cables rojo y negro», dice.

El cable negro convencional se establece entre dos placas de metal que están incrustadas en el dispositivo portátil y un objeto cotidiano instrumentado, que se acopla (o se conecta virtualmente) a través de su entorno cuando la frecuencia de la señal del portador de energía es lo suficientemente alta, en cientos de megahercios (MHz).

Los investigadores probaron un prototipo de su tecnología con 10 personas en tres escenarios durante los cuales el brazo o la mano del individuo hicieron contacto con el transmisor de potencia, ya sea mientras trabajaba en un teclado de escritorio o computadora portátil, o mientras sostenía el volante de un automóvil.

Su investigación mostró que aproximadamente 0,5 – 1 milivatio (mW) de corriente continua (CC) se transfirió al dispositivo que se llevaba en la muñeca utilizando la piel como medio de transferencia. Esta pequeña cantidad de electricidad cumple con los estándares de seguridad establecidos por la Comisión Internacional para la Protección contra Radiación No Ionizante (ICNIRP) y la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC).

«Puede pensar en la cantidad de energía que se transmite por nuestra tecnología como aproximadamente comparable a la que se transmite a través del cuerpo humano en una escala de composición corporal, por lo que presenta riesgos mínimos para la salud», dice Gummeson.

No hay sensación de que la persona entre en contacto con el transmisor de potencia. «Esto está mucho más allá del rango de frecuencias que los humanos realmente pueden percibir», dice Lee.

Actualmente, el prototipo no produce suficiente energía para ejecutar de forma continua un dispositivo sofisticado como un Apple Watch, pero podría admitir rastreadores de actividad física de potencia ultrabaja como Fitbit Flex y Xiaomi Mi-Band.

El equipo de UMass Amherst tiene como objetivo mejorar la velocidad de transferencia de energía en estudios posteriores y dice que los dispositivos portátiles inteligentes también serán más eficientes energéticamente a medida que avancen las tecnologías. «Imaginamos que en el futuro, al optimizar aún más la energía consumida por los sensores portátiles, podríamos reducir y finalmente eliminar el tiempo de carga», dice Gummeson.

Lee agrega: «Creemos que esta es una solución innovadora».

Video relacionado: https://www.youtube.com/watch?v=zrJwZRauO4E

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