Come un indumento 'smart' può preservare la batteria dello smartphone

Con il moltiplicarsi di sensori, display e dispositivi indossabili di varia natura, sono aumentate le esigenze di ottimizzazione della connessione wireless fra questi e lo smartphone a cui fanno riferimento. Le persone avvertono un crescente bisogno di tecnologie di questo tipo per il monitoraggio della salute o per altre applicazioni di tipo interfaccia uomo-macchina. Ed è per questo motivo che i ricercatori stanno sondando nuove opportunità di connessione maggiormente ottimizzate.

La National University of Singapore (NUS), ad esempio, sta mettendo a punto quella che definisce “wireless body sensor network”, ovvero un sistema capace di trasmettere i dati a un'intensità mille volte più potente rispetto alle tecnologie convenzionali. Il sistema, oltre ad aumentare la reattività e la velocità del sistema, ottimizza le comunicazioni e migliora la durata della batteria di tutti i dispositivi coinvolti.

Le onde radio alla base delle comunicazioni fra dispositivi, si pensi al caso di uno smartwatch connesso allo smartphone, vengono normalmente irradiate verso tutte le direzioni, il che significa che la maggior parte dell'energia viene persa nell'area circostante. Questo ovviamente riduce l'efficienza dei dispositivi in connessione perché la durata della batteria viene compromessa dai tentativi di connessione.

Il team di ricerca dell'Università di Singapore ha quindi cercato di trovare un modo per confinare la trasmissione dei segnali solo nelle aree più vicine al corpo della persona che indossa i dispositivi. E la sua soluzione è stata quella di dotare il tessuto degli indumenti di elementi conduttivi di tipo metamateriale elettromagnetico. Invece di inviare onde nello spazio circostante, questi metamateriali sono in grado di creare onde elettromagnetiche che si "agganciano" al tessuto conduttivo. In questo modo non solo dispositivo indossabile e smartphone consumano di meno la carica della batteria nel tentativo di mantenere la connessione, ma sono in grado di agganciare segnali wireless più deboli.

I ricercatori hanno quindi depositato un brevetto della loro invenzione, che consiste in una piccola striscia di metamariale da sovrapporre al tessuto, a sua volta dotato di uno strato di materiale conduttore. Il metamateriale può essere applicato a qualsiasi tipo di indumento e ha un costo relativamente basso, oltre che essere di facile reperibilità.

Secondo i ricercatori, in questo modo si ottiene un segnale tra i dispositivi così forte da rendere possibile la ricarica wireless dallo smartphone al dispositivo indossabile fino al punto da rendere superflua la presenza della batteria nel secondo. Inoltre, l'implementazione della tecnologia non richiede modifiche ai dispositivi coinvolti nella trasmissione perché il metamateriale è compatibile con tutte le tecnologie di connessione.

Ci sarebbero benefici anche sul piano della sicurezza e della privacy. Se i dispositivi attuali trasmettono le informazioni verso aree non richieste, un tipo di comunicazione più mirata riduce le vulnerabilità rispetto a potenziali intercettatori malintenzionati. Il team di ricerca, con la sua nuova tecnologia di comunicazione wireless, è infatti in grado di limitare la diffusione del segnale a 10 centimetri dal corpo.

"Abbiamo iniziato la sperimentazione con un metamateriale specifico che fosse piatto e in grado di funzionare con le onde di superficie. Abbiamo dovuto ridisegnare la struttura in modo che potesse funzionare alle frequenze impiegate dalle tecnologie Bluetooth e Wi-Fi, senza portare disturbi al corpo umano dovute alla vicinanza ed essere compatibile con la produzione di massa", ha detto John Ho, supervisore del progetto all'Università di Singapore a Futurity.