作为smartwatches越来越能够班长健康的生命体征，包括我们睡觉时的情况，出现了一个问题：这些可穿戴在美国，无线设备常常整夜与我们的身体断开连接，在床边充电。麻省大学阿默斯特信息与计算机科学学院助理教授兼高级人类健康分析实验室主任sunhoon Ivan Lee说:“睡眠质量及其模式包含了很多有关患者健康状况的重要信息。”
但如果可穿戴设备在用户睡觉时充电，智能手表就无法追踪这些信息，此前的研究表明，这种情况经常发生。Lee补充道:“用户停止长期使用的主要原因是可穿戴设备是因为他们必须经常给设备电池充电。”
在思考这个问题时，Lee与麻省大学阿默斯特分校可穿戴计算工程师Jeremy Gummeson进行了头脑风暴，以找到一种解决方案，在身体上不断为这些设备充电，以便它们能够全天候监控用户的健康。
李回忆说，当科学家们意识到“人类皮肤是一种可导电的材料”时，他们迎来了一个惊喜时刻。“为什么我们不能为日常用品（如办公桌、椅子和汽车方向盘）安装仪器，这样它们就可以在用户与手表或任何可穿戴传感器交互时，通过人体皮肤无缝地传递能量，为手表或任何可穿戴传感器充电？比如，使用人体皮肤作为电线。”然后，我们可以激励人们做一些事情，比如睡眠跟踪，因为他们永远不需要把手表拿下来充电，”他补充道。
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在一篇论文中，Lee、Gummeson和第一作者Noor Mohammed (Lee实验室的博士生)阐述了技术基础并展示了其可行性。“我希望这将为消费者和临床应用的无电池可穿戴设备的开发打开许多可能性，”穆罕默德说。
电子与计算机工程助理教授Gummeson解释了这项技术如何利用人体组织作为动力传输介质。他说:“在这种设备中，我们有一个连接到人体的电极，你可以把它想象成红色的电线，如果你想到的是传统的电池，有一对红色和黑色的电线。”
传统的黑色线之间建立了两个金属板嵌入在可穿戴设备和仪器的日常对象,这成为耦合(或几乎连接)时通过周围的环境能源载波信号的频率足够高,在数百兆赫(MHz)范围内。
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研究人员在三个场景中测试了一个10人的技术原型，在这三个场景中，个人的手臂或手与电源发射器接触——要么在台式键盘或笔记本电脑上工作，要么在握着汽车方向盘的时候。
他们的研究表明，大约0.5 - 1毫瓦(mW)的直流电传输到腕带设备使用皮肤作为传输介质。这一小部分电力符合国际非电离辐射保护委员会(ICNIRP)和联邦通信委员会(FCC)制定的安全规定。
Gummeson说:“你可以把我们的技术传递的能量与人体传递的能量大致相当，因此对健康的危害最小。”
接触到功率发射器的人没有感觉。“这远远超出了人类能够感知的频率范围，”李说。
目前，这款原型机产生的电量不足以持续运行苹果手表等复杂设备，但可以支持Fitbit Flex和小米Mi-Bands等超低功耗健身追踪器。
麻省理工大学阿默斯特分校的团队旨在在后续研究中提高功率传输率，并表示随着技术的进步，智能穿戴设备也将变得更加节能。“我们设想，未来随着我们进一步优化可穿戴传感器消耗的功率，我们可以减少并最终消除充电时间，甘米森说。
李补充道：“我们认为这是一个创新的解决方案。”
这篇论文发表在交互移动、可穿戴和泛在技术ACM论文集。
资料来源：马萨诸塞大学阿默斯特分校
