Power-over-Skin: il corpo umano alimenta i dispositivi indossabili

Le batterie continuano a essere un componente fondamentale per qualunque dispositivo elettronico e l’industria è costantemente alla ricerca di soluzioni che permettano di ridurre lo spazio occupato aumentando di converso efficienza e autonomia. Un gruppo di ricercatori del Future Interfaces Group ha tuttavia individuato una soluzione innovativa: la tecnologia Power-over-Skin mira a utilizzare il corpo umano come fonte di alimentazione per i dispositivi indossabili. Cerchiamo di spiegare come questo può avvenire.

Power-over-Skin: cos’è e come il corpo umano si trasforma in un alimentatore per dispositivi indossabili

Immaginate un futuro in cui i dispositivi indossabili, come smartwatch, sensori biometrici e altri device smart non necessitano più di ingombranti batterie. È questa la promessa della tecnologia Power-over-Skin, un’innovativa soluzione che sfrutta il corpo umano come mezzo per trasmettere energia.

Sviluppata dai ricercatori della Carnegie Mellon University, Power-over-Skin si basa sul principio del trasferimento di energia intracorporea (IBPT). Esso fa leva sulla naturale capacità del corpo umano di condurre segnali RF a 40 MHz.

Un trasmettitore alimentato a batteria emette un segnale RF che si propaga attraverso il corpo. Minuscoli ricevitori incorporati nei dispositivi indossabili, catturano questo segnale e lo convertono in energia elettrica, fornendola quindi al dispositivo. Poiché il ricevitore è capacitivo, potrebbe anche funzionare attraverso i vestiti, aprendo la possibilità di integrarlo in dispositivi come gli smartphone.

Il team di ricerca ha dimostrato la tecnologia Power-over-Skin applicandola a dispositivi come un anello Bluetooth con joystick, un cerotto medico adesivo che monitora i dati sanitari, un altro sensore, dotato di display, che monitora l’esposizione al sole con display oltre che con altri device. Poiché il corpo può costantemente trasferire energia, le persone potrebbero indossare più dispositivi contemporaneamente senza la necessità di rimuoverli e ricaricarli.

Implicazioni della tecnologia Power-over-Skin

Power-over-Skin (qui un video dimostrativo) potrebbe rendere ogni dispositivo indossabile in grado di auto-alimentarsi, eliminando la necessità di batterie, riducendo il peso e il volume del dispositivo.

Grazie all’innovazione proposta dal Future Interfaces Group, verrebbe meno anche la necessità di rimuovere e ricaricare i dispositivi, a differenza dei tradizionali dispositivi indossabili alimentati da batterie.

L’industria potrebbe essere così portata a concepire una nuova generazione di dispositivi più leggeri e sottili, riducendo al contempo la dipendenza da minerali rari necessari per la produzione di batterie.

Il ruolo dei trasmettitori

I trasmettitori svolgono un ruolo cruciale nella tecnologia Power-over-Skin, in quanto sono responsabili dell’emissione del segnale RF che alimenta i dispositivi riceventi. La loro posizione influenza l’efficienza del trasferimento di energia e la gamma di dispositivi che possono essere alimentati. Ovviamente, distanze maggiori comportano una riduzione della potenza ricevuta.

L’integrazione del trasmettitore in oggetti di uso quotidiano come smartphone o scarpe permette anche di sfruttare la capacità del segnale RF di attraversare gli abiti.

La tecnologia Power-over-Skin offre comunque flessibilità nel posizionamento del trasmettitore, consentendo di utilizzare un dispositivo esterno al corpo. Questa caratteristica apre la strada a nuove possibilità di integrazione, ad esempio nei mobili, all’interno di veicoli o di altri oggetti di uso quotidiano.

La potenza più elevata registrata durante i test è rilevabile riducendo la distanza tra trasmettitore e ricevitore: la media è pari a 1,53 mW. Un valore sufficiente per alimentare dispositivi elettronici con requisiti energetici molto bassi, come alcuni sensori, piccoli microprocessori e dispositivi di comunicazione wireless di breve portata (ad esempio, Bluetooth Low Energy).