«Умная ткань» для подключения носимых медицинских устройств

В настоящее время почти все носимые датчики, такие как умные часы, подключаются к смартфонам и другой электронике через Bluetooth и Wi-Fi. Эти радиоволны излучаются во всех направлениях, а это означает, что большая часть энергии рассеивается в окружающем пространстве. Это значительно снижает эффективность носимых устройств, так как большая часть времени работы от батареи расходуется при попытке подключения. 

Учёные из Института инноваций и технологий здравоохранения Национального университета Сингапура придумали способ усовершенствования обычной одежды  с помощью проводящей ткани, изготовленной из метаматериалов. Вместо того, чтобы отправлять радиоволны в окружающее пространство, эти метаматериалы способны создавать «поверхностные волны». Это означает, что энергия сигнала между устройствами удерживается близко к телу, а не распространяется во всех направлениях. Следовательно, носимая электроника потребляет гораздо меньше энергии, чем обычно, а принимающие устройства могут обнаруживать гораздо более слабые сигналы.

Изобретение обеспечивает идеальную передачу данных между устройствами с уровнями мощности, уменьшенными в 1000 раз. Или, напротив, метаматериальные ткани могут повысить принимаемый сигнал в 1000 раз, что может обеспечить значительно более высокие скорости передачи данных при той же мощности. Фактически, сигнал между устройствами настолько силен, что можно передавать по беспроводной связи энергию со смартфона на само устройство, открывая возможность создания носимых устройств без батареи.

Важно отметить, что такое усиление сигнала не требует каких-либо изменений в смартфоне или устройстве Bluetooth - метаматериал работает с любым существующим беспроводным устройством в заданной полосе частот.

Этот способ подключения носимых устройств также обеспечивает большую конфиденциальность. В настоящее время радиоволны передают сигналы в нескольких метрах от человека, носящего устройство, что означает, что личная и конфиденциальная информация может быть уязвимой для потенциальных злоумышленников. Ограничив сигнал беспроводной связи в пределах 10 сантиметров от тела, разработчики создали более безопасную сеть. 

Дизайн состоит из гребнеобразной полоски метаматериала на верхней части одежды с непроводящим слоем внизу. Эти полоски можно расположить на одежде по любой схеме, обеспечивающей соединение всех участков тела. Сам метаматериал является экономически выгодным, в пределах нескольких долларов за метр, и его можно продавать и покупать в рулонах. Затем с помощью лазерной резки проводящего метаматериала и прикрепления его полосок с помощью тканевого клея обычная одежда превращается в «умную».

После изготовления  «умная» одежда становится очень прочной. Их можно сложить и согнуть с минимальными потерями силы сигнала, а проводящие полосы можно даже разрезать или порвать, не ограничивая возможности беспроводной связи. Предметы одежды также можно стирать, сушить и гладить, как обычную одежду. 

Еще одно преимущество - «метаматериальная схема» может собирать сигналы от нескольких носимых датчиков или устройств. 

http://news.nus.edu.sg/research/nus-innovation-boosts-wireless-connectivity-1000-times

#медицинские_технологии #медицинские_устройства