Istraživanja

Ljudsko tkivo može se sigurno koristiti kao prijenosni medij za naglavnu elektroniku

Mladen Smrekar srijeda, 11. kolovoza 2021. u 06:00

Pouzdani komunikacijski sustavi male snage nisu ograničeni samo na slušne aparate i mogu se primijeniti i na druge naglavne uređaje koji bi se pak mogli ugrađivati i u naušnice ili piercing

Nosiva tehnologija razvija se velikom brzinom, no većina bežičnih komunikacijskih tehnika još uvijek nije na visini zadatka. Istraživači Tokijskog znanstvenog sveučilišta TUS pozabavili su se komunikacijama u kojima se ljudsko tkivo koristi kao prijenosni medij za elektromagnetske signale. Njihovi nalazi utiru put učinkovitijim i sigurnijim naglavnim uređajima, poput binauralnih slušnih pomagala i slušalica.

Bežične tjelesne mreže

Suvremeni prijenosni uređaji rezultat su velikog napretka u minijaturizaciji i bežičnoj komunikaciji. Sada kada se ti uređaji mogu učiniti još manjima i lakšima bez gubitka funkcionalnosti, vjerojatno će se veliki dio elektronike sljedeće generacije vrtjeti oko nosive tehnologije. 

Povezivanje nosivih uređaja na koži s elektrodama omogućuje komunikaciju korištenjem relativno niže frekvencije od onih koje koristi Bluetooth
Povezivanje nosivih uređaja na koži s elektrodama omogućuje komunikaciju korištenjem relativno niže frekvencije od onih koje koristi Bluetooth

Međutim, kako bi nosivi materijali doista nadišli prijenosne uređaje, trebat će se preispitati načini na koji uređaji međusobno komuniciraju kao "bežične tjelesne mreže" (WBAN). Ovaj način prijenosa zahtijeva mnogo energije i može biti nesiguran sa stajališta kibernetičke sigurnosti. Štoviše, i samo ljudsko tijelo predstavlja veliku prepreku jer apsorbira elektromagnetsko zračenje i blokira signale.

Tijelo kao medij za prijenos signala

Pristup koji obećava je "komunikacija ljudskim tijelom" (HBC), koji uključuje korištenje samog tijela kao medija za prijenos signala. Glavna ideja je da se neka električna polja mogu vrlo učinkovito širiti unutar tijela bez curenja u okolno područje.

Japanci su istražili kako se električna polja emitirana iz elektrode u jednom uhu raspodjeljuju u ljudskoj glavi i dopiru do prijemne elektrode na suprotnom uhu
Japanci su istražili kako se električna polja emitirana iz elektrode u jednom uhu raspodjeljuju u ljudskoj glavi i dopiru do prijemne elektrode na suprotnom uhu

Povezivanjem nosivih uređaja na koži s elektrodama može se omogućiti komunikacija korištenjem relativno niže frekvencije od onih koje se koriste u konvencionalnim bežičnim protokolima poput Bluetootha. Međutim, premda su istraživanja HBC-a počela više od dva desetljeća, ova tehnologija još nije doživjela široku upotrebu.

Kako bi istražili puni potencijal HBC-a, japanski istraživači usredotočili su se na binauralne slušne aparate. Takvi slušni aparati dolaze u parovima, po jedan za svako uho, i uvelike poboljšavaju razumljivost i lokalizaciju zvuka.

Razine elektromagnetske izloženosti uzrokovane sustavom potpuno su sigurne za ljude, izračunali su istraživači
Razine elektromagnetske izloženosti uzrokovane sustavom potpuno su sigurne za ljude, izračunali su istraživači

U studiji, objavljenoj u časopisu Electronics, istraživači su kroz detaljne numeričke simulacije istražili kako se električna polja emitirana iz elektrode u jednom uhu raspodjeljuju u ljudskoj glavi i dopiru do prijemne elektrode na suprotnom uhu te bi li se to moglo iskoristiti u digitalnom komunikacijskom sustavu. 

Prije toga, istraživači su proveli eksperimentalnu studiju o HBC-u na ljudima, a rezultati tog istraživanja također su objavljeni u časopisu Electronics.

Potencijali HBC-a

Japanski stručnjaci izračunali su karakteristike ulazne impedancije elektroda primopredajnika, karakteristike prijenosa između primopredajnika i raspodjele električnog polja u i oko glave. Tako su pojasnili mehanizme prijenosa predloženog HBC sustava. Na kraju su utvrdili najbolju strukturu testiranih elektroda. Izračunali su razine elektromagnetske izloženosti uzrokovane sustavom i otkrili da je potpuno siguran za ljude, prema svim suvremenim sigurnosnim standardima.

Istraživanje je ukazalo na potencijale HBC-a i moguće primjene ove obećavajuće tehnologije. Slušni aparati samo su jedan od bežičnih uređaja koji se nose uz glavu. HBC bi se mogao implementirati u bežične slušalice kako bi se omogućila komunikacija uz korištenje puno manje energije.

Štoviše, budući da se radio valovi korišteni u HBC-u brzo prigušuju izvan tijela, uređaji temeljeni na HBC-u mogli bi raditi na istim frekvencijama u istom prostoru bez izazivanja buke ili smetnji. 

Uređaji temeljeni na HBC-u mogli bi raditi na istim frekvencijama u istom prostoru, bez izazivanja buke ili smetnji
Uređaji temeljeni na HBC-u mogli bi raditi na istim frekvencijama u istom prostoru, bez izazivanja buke ili smetnji

"Postigli smo veliki napredak prema pouzdanim komunikacijskim sustavima male snage koji nisu ograničeni samo na slušne aparate, već se mogu primijeniti i na druge naglavne uređaje", kažu istraživači koji napominju da bi se novi komunikacijski sustavi mogli ugrađivati i u naušnice ili piercing.



Multiroom Hi-Res WiFI zvučnik

DENON Home 250

Internet radio, Heos, Alexa, Airplay 2, Bluetooth

3379 kn Kupi

Gramofon sa predpojačalom

DENON DP-300F black

Masivna baza za smanjenje vibracije, aluminijska izrada, MM zvučnica

2199 kn 2990 kn Kupi