Mehrere tragbare Geräte mit einer einzigen Quelle drahtlos mit Strom versorgen

Fortschritte in der tragbaren Technologie verändern die Art und Weise, wie wir leben, arbeiten und spielen, sowie die Art und Weise, wie Gesundheitsversorgung bereitgestellt und empfangen wird. Zu den Wearables, die ihren Weg in den Alltag gefunden haben, gehören Smartwatches und drahtlose Kopfhörer, während im Gesundheitswesen tragbare Injektoren, Elektrokardiogramm (EKG)-Überwachungspatches, Hörgeräte und mehr zu den gängigen Geräten gehören.

Ein großer Schmerzpunkt bei der Verwendung dieser Wearables ist das Problem, sie richtig und bequem mit Strom zu versorgen. Mit zunehmender Anzahl der verwendeten Wearables steigt die Notwendigkeit, mehrere Batterien gleichzeitig aufzuladen, was enorme Mengen an Strom verbraucht. Viele Benutzer finden es umständlich, jeden Tag zahlreiche Geräte aufzuladen, und es kommt zu unangenehmen Dienstunterbrechungen, wenn die Batterien leer sind.

Ein Forschungsteam am Institute for Health der National University of Singapore (NUS) hat eine Lösung für diese Probleme entwickelt. Ihre Technologie ermöglicht es einem einzelnen Gerät, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, das in der Tasche steckt, andere tragbare Geräte am Körper eines Benutzers drahtlos mit Strom zu versorgen, wobei der menschliche Körper als Medium für die Energieübertragung verwendet wird. Das neuartige System des Teams hat einen zusätzlichen Vorteil – es kann ungenutzte Energie aus der Elektronik in einer typischen Wohn- oder Büroumgebung gewinnen, um die Wearables mit Strom zu versorgen.

Um die Batterielebensdauer zu verlängern und den vollständig autonomen drahtlosen Betrieb von tragbaren Geräten aufrechtzuerhalten, sind Energy-Harvesting- und drahtlose Übertragungsansätze wünschenswert. Herkömmliche Ansätze zum Einschalten von Wearables im Körperbereich sind jedoch durch die Entfernung begrenzt, über die Energie übertragen werden kann, den „Weg“, den die Energie zurücklegen kann, ohne auf Hindernisse zu stoßen, und die Stabilität der Energiebewegung. Daher war keine der aktuellen Methoden in der Lage, Wearables, die um den gesamten menschlichen Körper herum getragen werden, nachhaltig mit Strom zu versorgen.

Das NUS-Team beschloss, diese Einschränkungen zu umgehen, indem es ein Empfänger- und Sendersystem entwarf, das das eigentliche Hindernis bei der drahtlosen Stromversorgung – den menschlichen Körper – als Medium für die Stromübertragung und Energiegewinnung nutzt. Jeder Empfänger und Sender enthält einen Chip, der als Sprungbrett dient, um die Abdeckung auf den gesamten Körper auszudehnen.

Ein Benutzer muss den Sender nur an einer einzigen Stromquelle anbringen, z. B. an der Smartwatch an seinem Handgelenk, während mehrere Empfänger an beliebiger Stelle am Körper der Person platziert werden können. Das System nutzt dann Energie aus der Quelle, um mehrere Wearables am Körper des Benutzers über einen als körpergekoppelte Energieübertragung bezeichneten Prozess mit Strom zu versorgen. Auf diese Weise muss der Benutzer nur ein Gerät aufladen, und der Rest der getragenen Geräte kann gleichzeitig von dieser einzigen Quelle mit Strom versorgt werden. Die Experimente des Teams zeigten, dass ihr System eine einzige Stromquelle ermöglicht, die voll aufgeladen ist, um bis zu 10 tragbare Geräte am Körper für eine Dauer von über 10 Stunden mit Strom zu versorgen.

Als ergänzende Energiequelle untersuchte das NUS-Team auch die Gewinnung von Energie aus der Umwelt. Ihre Forschung ergab, dass typische Büro- und Wohnumgebungen parasitäre elektromagnetische (EM) Wellen aufweisen, denen Menschen ständig ausgesetzt sind, beispielsweise von einem laufenden Laptop. Der neuartige Empfänger des Teams fängt die EM-Wellen aus der Umgebung ab, und durch den Prozess der körpergekoppelten Stromversorgung ist der menschliche Körper in der Lage, diese Energie zu gewinnen, um die tragbaren Geräte unabhängig von ihrer Position am Körper mit Strom zu versorgen.

Zu den Vorteilen der Methode seines Teams sagte Professor Yoo:„Batterien gehören zu den teuersten Komponenten in tragbaren Geräten und tragen zum Design bei. Unser einzigartiges System hat das Potenzial, Batterien überflüssig zu machen, wodurch Hersteller die Geräte miniaturisieren und gleichzeitig die Produktionskosten erheblich senken können. Noch aufregender, ohne die Einschränkungen von Batterien, kann unsere Entwicklung die nächste Generation von tragbaren Anwendungen wie EKG-Patches, Gaming-Zubehör und Ferndiagnose ermöglichen.“ Das NUS-Team wird die Leistungseffizienz seines Sender-/Empfängersystems weiter verbessern.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Frau Carolyn Fong unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann..