广告

日本科学家证实人体通信技术潜力

时间:2022-01-04 09:18:56 作者:Cabe Atwell 阅读:
日本东京理科大学(Tokyo University of Science)的科学家们设计了一种双耳助听器,可安全地使用头部组织作为电磁信号的传输介质,从而证明了人体通信的潜力。
广告

日本东京理科大学(Tokyo University of Science)的科学家们设计了一种双耳助听器,可安全地使用头部组织作为电磁信号的传输介质,从而证明了人体通信的潜力。

随着微型化和无线通信技术的进展,市场上大量涌现从医疗监测器到AR/VR头戴式设备等各种可穿戴产品。尽管传统信号传输方法仰赖无线技术,可穿戴设备要想真正超越,就需要一种更有效的通信方法,例如无线人体局域网络(wireless body area networks,WBAN)。不过这种网络有其缺点,包括从网络安全的角度来看不仅不安全,还可能有吸收电磁波辐射以及信号会被阻挡的问题。

另一个解决方案是人体通信(human body communications,HBC ),也就是透过人体来传输信号。人体通信的运作原理是利用在人体内部传播的电场,然后用配备了电极的皮肤穿戴设备与其他低频设备进行通信。虽然这项技术已有二十多年的发展历史,却没有被大规模使用。

为了证明人体通信潜力,东京理科大学的科学家们设计了一款双耳助听器,可透过相互通信来适应音场,为佩戴者提升清晰度和声音定位。最近的研究显示,由村松大陆(Dairoku Muramatsu)率领的团队,透过详细的数值模拟(numerical simulations),研究了从一只耳朵上的电极发射出的电场,如何分布于人的头部并到达另一只耳朵上的接收电极,以及这是否能运用于数字通信系统。

而研究人员不仅发现他们可以做到,而且过程也是安全的。他们还探索了各种系统参数和特性的影响,从而确定了用于人体通信的最佳电极结构。

 

人体通信利用人体组织作为可穿戴电子设备的传输媒介。

(图片来源:东京理科大学)

不过上述研究虽展现了透过双耳助听器进行人体通信的可能性,这只是一个开始。《EE Times》针对此技术提出了几个问题,涵盖其优势、潜在应用以及缺点,以下是村松的回答。

问题1:皮肤的成分会影响人体通信吗?例如有些人皮肤较厚,有些人很会流汗?

村松:是的,皮肤成分和汗水会影响天线(电极)的特性和人体通信质量。我们解决这个问题的方法之一,是透过以真人为对象的实验,研究了人体通信的重要特性与个体差异。结果显示,选择适当的设计参数(如载波频率)可以抑制个体差异。我们的相关研究结果已经在Electronics》期刊上发表。

问题2:已知人体通信设备可以被单一个体使用,是否也有可能与其他使用相同技术者的人进行通信?距离会是一个影响因素吗?

村松:可以,人体通信能运用于多用户通信,也可以用于单一用户通信。但人体通信需要用户之间的身体接触,例如握手。如果他们彼此之间有距离,人体通信就无法发挥作用。更多相关信息请见美国计算机协会(Association for Computing Machinery)网站。

问题3:环境是否会是影响因素之一?在水下或极热、极冷地区也可以使用人体通信设备吗?

村松:在水下通信的案例中,一般无线电通信是无法使用的,因为电磁波会被含有大量盐分的海水吸收;因此通常会使用超音波和光来进行水下无线通信。而由于人体通信是使用人体而非海水作为传输通道,因此即使在水下,人体通信也有可能进行低损耗的无线通信。温度并不会影响人体通信的机制;然而由于人体通信设备是由一般的电子电路组成的,所以要考虑这种电路对运作环境的要求。

东京理科大学的团队表示,他们利用一个可穿戴天线原型以及22 名人体受试者进行的量测结果显示,“从电压驻波比(standing wave ratio)的角度来看,人体通信对个别用户的差异具有很强的适应能力。”

 

本文同步刊登于《电子工程专辑》杂志202112月刊

(参考原文:Researchers Demo Human Body Communications Using Binaural Hearing Aids,By Cabe Atwell)

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Cabe Atwell
机械工程师/EE Times资深博主。Cabe Atwell是一名居住在芝加哥地区的电气工程师。
  • 4G仍是当前主流网络,但5G私有网络悄然兴起 随着独立5G以及CBRS频谱共享广获采用,全球5G私有网络市场也加速发展。预期2022年将会有更多大企业部署这项技术,展开更多的测试。
  • 预计2022年模拟芯片销售额将再迎两位数增长至832亿美 据研究机构预测,继2021年增长30%后,预计2022年模拟芯片将再次实现两位数的增长。数字化带动了芯片用量的增加,将成为带动模拟芯片需求的关键因素。其中通信领域将占最大部分,其次是电源管理IC……
  • 2021年全球前十大芯片设计公司营收排名 2021年由于各类终端应用需求强劲,导致晶圆缺货,全球IC产业严重供不应求,连带使芯片价格上涨,拉抬2021年全球前十大IC设计业者营收至1,274亿美元,年增48%。高通(Qualcomm)继续稳坐全球第一……
  • 传统防火墙正被细分IT安全硬件取代,中国市场厂商市占一 IDC定义下的网络安全硬件市场分别由统一威胁管理(UTM)、基于UTM平台的防火墙(UTM Firewall)、安全内容管理(SCM)、入侵检测与防御(IDP)、虚拟专用网(VPN)、传统防火墙(Traditional Firewall) 构成。本文以图表形式归纳总结了2021年中国网络安全硬件市场的关键厂商表现……
  • 4G + Harmony > 5G ? 华为2022新品发布会,带来P50E 4G手机,让大家哗然,但是华为有决心能够在鸿蒙加持下获得非凡用户体验。
  • 中国电信20万台服务器集采国产芯片占比27%,华为终端退 本次集采是迄今为止国内三大运营商最大规模服务器集采项目之一,总金额达131亿元,此外还有三大看点:一、以往的大供应商华为没有出现在名单中;二、国产芯片的占比;三、年轻的服务器品牌开始涌现……
  • 新款iPad Pro 2021成最受欢迎的 由于采用性能相对强大的M1处理器和mini-LED屏幕以及更多的创新,新款iPad Pro 2021已经成为消费者心目中最受欢迎。然而,iPad 2却已经在全球范围内被列入“复古和过时”的名单中。
  • 三星折叠屏手机Galaxy Z Fold 3 目前来看,折叠屏新机作为一种新的生产力工具,逐渐成为高端/平板的一种趋势,有报料称三星的Galaxy Z Fold 3发布时间或为7月,并且会引入新手势操控。
  • 类脑芯片与智能座舱深度融合,时识科 类脑智能与应用解决方案提供商SynSense时识科技宣布与宝马展开技术探索,推进类脑芯片与智能座舱应用场景的深度融合。双方将主要围绕SynSense时识科技基于类脑技术的“感算一体”动态视觉智能SoC——Speck,探索汽车内外相关车载智能应用创新。
  • 美光:智能边缘应用的供应链和汽车架 随着数十亿台设备产生的数据和洞察力不断激增,智能边缘也随之崛起
  • 大基金减持2家公司!  中国半导体论坛 振兴国产半导体产业!   点击链接:2022春季半导体线上招聘会开始啦!3月31日晚间,万业企业、长川科技两家公司公告称,国家集成电路产业投资基金股份有限公司(大基金)因自身经营管理
  • 大基金二期:入股杭州富芯半导体 3月29日消息,爱企查显示,杭州富芯半导体发生工商变更,新增股东国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司、杭州富远企业管理合伙企业(有限合伙)。投资金额和持股比例未透露。公开资料显示,杭州富芯半导体有
  • 国内算力最大!壁仞科技首款通用GPU芯片一次点亮成功! 芯片就业培训课程推荐:转岗IC&就业畅销课《芯片验证从入门到精通》开始大厂实操模拟!推荐就业,赢取高薪!3月31日晚间,壁仞科技首款通用GPU芯片BR100系列一次点亮成功,在核心性能设计标准上,BR
  • 瞎充集团启动“共享充电宝+共享电商”双引擎 瞎充集团,深耕互联网、金融、共享租物领域已经10年时间了,企业的发展经历了探索、电商创业、金融支付转型、研发、核心技术沉淀、扩张、数字化二次转型等 7个阶段。如今的瞎充集团,屹立在中国商业科
  • 亚化咨询推出《中国半导体大硅片年度报告2022》,欢迎索取目录! 来源:《中国半导体大硅片年度报告2022》亚化咨询数据显示,2021年全球半导体硅片市场快速增长,整体销售额达157.44亿元,过滤掉交叉部分仅计算销售到IDM/Fab部分的话(过滤部分为销售给纯外延
  • 手机出货量暴跌00后4年没换手机引热议 全球通胀,原材料越来越贵,手机厂商跟随涨价也是情理之中的事情,但是真正阻碍消费者换新的原动力,还是厂商在创新上的减速。有媒体调查显示,手机出货量暴跌三成,00后4年没换手机,还有从业者表示,幸运自己转
  • 2022汽车雷达技术应用创新论坛延期通知及内容更新 论坛名称:2022汽车雷达技术应用创新论坛论坛时间:因疫情原因,会议时间由原定的3月24-25日延期至5月举行,具体日期另行通知论坛地点:中国 上海论坛规模:150~200人论坛关注:雷达芯片的发展,
  • 2022半导体春季线上招聘会开始啦!  中国半导体论坛 振兴国产半导体产业!   2022半导体行业春季招聘开始啦,海量职位等你来!最新招聘职位:1.设备工程师  15000-300002.工艺工程师  15000-300003.电气工程
  • 曝iPhone两年内不会搭载屏下TouchID,但影像大幅升级 虽然全新一代的iPhone手机还需要一段时间才能到来,但相关的爆料信息在此前已经多次出现。而随着每年iPhone新机爆料一同到来的,就是苹果什么时候会为iPhone带来指纹识别 Touch ID 的回
  • 我是沙子,就这样变成了芯片
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了