研究人员开发出通过人体皮肤为可穿戴设备供电的方法

糖尿病患者依靠连续血糖监测仪来跟踪血糖，但最终监测仪的电池需要充电。 心脏起搏器或任何移动设备（如健身追踪器）也是如此。 而且电池体积庞大，需要定期维护。为了让可穿戴技术摆脱这些负担，卡内基梅隆大学计算机科学学院（SCS）的研究人员开发出了Power-Over-Skin，它可以让电流通过人体，有朝一日可以为从头到脚的无电池设备供电。

开发Power-Over-Skin的团队成员安迪-孔（Andy Kong）说："我们可以期待所有电子产品不断改进。 新发布的产品，如智能手表和眼镜，将能做更多的事情，但要将电子产品安装到身体上总是很困难，因为人们必须考虑为它们充电。 Power-Over-Skin打开了让这些设备隐形的大门，让它们在你不知不觉中完成工作，这才是健康监测应该有的效果。"

Power-Over-Skin仍处于早期阶段，它允许研究人员设计和实施通过人体传输功率频率的新方法。 在这项研究中，研究人员为LED灯等小型物体供电，但他们设想将来为智能眼镜或其他可穿戴设备供电。

获得SCS学士学位并回到人机交互研究所（HCII）在未来界面小组从事Power-Over-Skin研究的孔说，市面上的健康监测设备通常放在手腕、手掌或胸前，这样既方便又便于取出。 如果没有电池，小型健康监测设备就可以嵌入耳环这样不显眼的地方。

孔与HCII副教授Chris Harrison和博士生Daehwa Kim合作开发了Power-Over-Skin。 之前的研究表明，人体可以有效地传输 40 MHz 射频 (RF)，而不会向空气中损耗过多电能。 CMU 的研究人员使用佩戴在身体上的单个电池供电发射器向接收器（如嵌入戒指的蓝牙操纵杆和发光耳环）发送功率。 研究参与者佩戴这些设备的位置从手腕到脚踝不等，研究人员注意到，设备接收到的电能与它们与发射器的距离之间存在相关性。 离发射器越近，接收器获得的功率就越大。

孔说："这类似于收音机利用空气作为发射站和汽车音响之间的媒介。 在这种情况下，我们只是将人体组织作为发射媒介。"

研究人员需要最大限度地提高通过人体有效传输的功率。 他们发现的一种方法是传输方波。 以前的研究主要使用正弦波来传输功率，因为正弦波的曲线是渐变的。 方波是一种脉冲功率，类似于开关。 孔说，研究人员发现，方波具有直角，接收到的功率更大，也更容易产生。 他还指出，他们是偶然发现这一用途的。 有人将发射机编程为方波，令 Kong 感到惊讶的是，当他发送电能时，它比其他方法更有效。

虽然目前还没有开始淘汰所有电池的计划，但关于它们如何通过人体发送频率以及它们可以为哪种设备供电，还有更多东西需要学习。

"我认为下一步应该是将功率提高 10 倍左右，"孔说。 "当你可以用它为耳塞供电时，这可能是除了为健身追踪器等设备供电之外，第一个真正的应用案例。"