A vezetőképes textilek hagyományos ruházatba történő beépítésével az eszközök a hagyományos technológiához képest akár ezerszer erősebb jelet adhatnak át az adattovábbításhoz. Ezzel az érintett készülékek akkumulátorának élettartama jelentős mértékben javulhatna. Az emberi testen viselhető kiegészítők vezeték nélküli hálózata a jövőben több területen is előrelépést hozhatna. Legyen szó az egészségügyi felügyeletről, az orvosi beavatkozásokról vagy az ember-gép közötti interfészekről.

Hatékonyabb adatátvitel, nagyobb biztonság

A manapság elérhető szenzoros készülékek többségére – például okosórákra – jellemző, hogy közvetlenül a felhasználó okostelefonjához csatlakoznak vagy egyéb módon – például WiFi-n vagy Bluetooth-on keresztül – teszik lehetővé a kapcsolódást. Ezek a hullámok „kifelé” sugároznak minden irányban. Ez azt jelenti, hogy az így létrejövő energia nagy részét gyakorlatilag elnyeli a felhasználó környezete. Ez a csatlakoztatási módszer drasztikusan csökkenti a viselhető technológia hatékonyságát, mivel az akkumulátor élettartamának nagy része a kapcsolat fenntartására „megy el”.

John Ho egyetemi adjunktus az Egészségügyi Innovációs és Technológiai Intézettel és a szingapúri egyetem mérnöki karával dolgozik együtt. A kutatócsapat célja az volt, hogy a szenzorok közötti jeleket a szó szoros értelmében véve közelebb vigye az emberi testhez.

Ennek érdekében úgynevezett metamateriális anyagokat hoztak létre. A fejlesztés lényege, hogy nem a környező térben „terítik szét” a hullámokat, hanem képesek felszíni hullámokat létrehozni, amelyek vezeték nélkül tudnak az emberi testen viselt ruhákon „vándorolni”. A felszabaduló energiát tehát a test közelében tartják, ami így nem szóródik szét a környezetben. Ezzel a fajta viselhető elektronikával elkerülhető az energiapazarlás, és a kapcsolódó eszközök sokkal gyengébb jeleket is érzékelhetnek. Az adatátviteli sebesség pedig akár az ezerszeresére is növelhető – hívta fel a figyelmet Ho professzor.

Sőt, az eszközök közötti jelerősség így olyannyira stabil, hogy az így létrejövő energia vezeték nélkül „átvihető” az okostelefonról magára az eszközre. Így hosszabb távon akár akkumulátor nélkül működő viselhető kiegészítők fejlesztése is megoldható lenne. Ráadásul ez a jelerősítés nem igényel semmilyen változtatást sem az okostelefonokon, sem a Bluetooth-os készülékeken. A metaanyag ugyanis a már létező wireless eszközökkel működik az érintett frekvenciasávban.

Továbbá így a hagyományosnál nagyobb adatvédelem is biztosítható, mivel a rádióhullámok nem továbbítják viselőjüktől akár több méteres távolságra is a jeleket, hanem azok az emberi testhez képes 10 centiméteres hatókörön belül maradnak. Így a potenciális „lehallgatók” is jóval nehezebben érik el a kapcsolódó információkat.

Hogyan tovább?

A fejlesztők egyelőre egyéves időtartamú ideiglenes szabadalommal rendelkeznek a metamateriális textilre vonatkozóan. Ez konkrétan a ruházat felső részén található fésű alakú csíkot jelent, amely alatt egy minta nélküli vezetőréteg található. Ezeket a csíkokat kellene később úgy elhelyezni, hogy a teljes testfelületet összeköthessék. A termék ára méterenként pár dollár lenne, és tekercsenként lehetne megvásárolni.

A csapat számítógépes modell segítségével alkotta meg a különleges dizájnt, hogy biztosíthassák a sikeres kommunikációt az adott rádiófrekvenciás tartományban. A speciális ruházatot ezután a metaanyag lézeres vágásával állítják elő, a szalagokat pedig textilragasztóval rögzítik.

Az így kialakított „okos” ruha roppant strapabíró, a hajtogatást is minimális jelveszteséggel bírja. A csíkok pedig minden következmény nélkül elvághatók vagy eltéphetők, a ruhák moshatók, száríthatók és vasalhatók.

A fejlesztők jelenleg is tárgyalásokat folytatnak a potenciális forgalmazó partnerekkel. A kutatóprofesszor szerint az intelligens anyagnak nagy hasznát lehetne venni a sportruházatoknál és az egészségügyben is.  A sportolók vezeték nélküli fejhallgatóhoz juthatnának akár egyetlen kézmozdulattal, a páciensek esetében pedig fizikai korlátozások nélkül lehetne monitorozni az életjeleket.