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随着智能手表越来越能够监测健康的重要迹象，包括我们睡觉时的情况，一个问题出现了:这些可穿戴的无线设备经常在一夜之间与我们的身体断开连接，在床边充电。
马萨诸塞大学阿默斯特信息与计算机科学学院助理教授、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许多关于患者健康状况的重要信息。”
但是，如果可穿戴设备在用户睡觉时充电，则无法在智能手表上跟踪这些信息，而之前的研究表明，这种情况经常发生。Lee补充道:“用户不再长期使用可穿戴设备的主要原因是他们必须频繁地给设备上的电池充电。”
考虑到这个问题，李与马萨诸塞大学阿默斯特分校的可穿戴计算工程师杰里米·古米森进行了头脑风暴，找到了一个解决方案，可以不断地给这些设备充电，这样它们就可以全天候监测用户的健康状况。
李回忆说，当科学家们意识到“人类皮肤是一种导电材料”时，他们顿悟了。“为什么我们不能让日常用品，比如办公桌、椅子和汽车方向盘，在用户与它们互动的同时，通过人体皮肤无缝地传输能量，为手表或任何可穿戴传感器充电?”比如，用人的皮肤做电线。
他补充说:“这样我们就可以激励人们做一些像睡眠追踪这样的事情，因为他们不需要把手表取下来充电。”
在一篇发表于交互式移动，可穿戴和无处不在技术的ACM会议录Lee, Gummeson和主要作者Noor Mohammed, Lee实验室的博士生，奠定了技术基础并展示了其可行性。穆罕默德说:“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开辟很多可能性。”
本周，马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究小组从美国国家科学基金会获得了598,720美元的资助，用于继续开发该系统的硬件和软件。
电子和计算机工程助理教授Gummeson解释了这项技术是如何利用人体组织作为能量传输介质的。他说:“在这个设备中，我们有一个与人体耦合的电极，你可以把它想象成红色电线，如果你想到的是一对红色和黑色电线的传统电池。”
传统的黑线建立在嵌入在可穿戴设备和仪器日常物品上的两个金属板之间，当能量载波信号的频率足够高时(在数百兆赫兹(MHz)范围内)，它们通过周围环境耦合(或虚拟连接)。
研究人员在三种情况下对10个人的技术原型进行了测试，在这三种情况下，这些人的手臂或手与能量发射器接触——要么是在台式机键盘上工作，要么是在笔记本电脑上工作，要么是在握着汽车的方向盘。
他们的研究表明，使用皮肤作为传输介质，大约0.5 - 1毫瓦(mW)的直流(DC)功率被传输到手腕上的设备。这种少量的电力符合国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)和联邦通信委员会(FCC)制定的安全规定。
Gummeson说:“你可以想象一下，我们的技术传输的能量大致相当于你站在身体成分秤上时通过人体传输的能量，因此对健康的风险最小。”
接触到功率变送器的人没有任何感觉。“这远远超出了人类实际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和小米腕带等超低功耗健身追踪器。
马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究小组的目标是在随后的研究中提高电力传输速率，并表示随着技术的进步，智能可穿戴设备也将变得更加节能。Gummeson说:“我们认为，在未来，当我们进一步优化可穿戴传感器消耗的能量时，我们可以减少并最终消除充电时间。”
Lee补充道:“我们认为这是一个创新的解决方案。”
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材料所提供的马萨诸塞大学阿默斯特分校．注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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