Сетью связи для носимой техники будущего может стать само тело; исследователи экспериментируют с обменом информации с помощью магнитных полей через организм человека.

Сегодня люди носят на себе все больше гаджетов, способных с помощью различных сетевых технологий связываться друг с другом. А когда-нибудь сам человек может стать такой сетью связи. Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего нашли способ, позволяющий носимым устройствам общаться друг с другом через тело человека, а не по воздуху. Благодаря этому исследованию могут появиться устройства, работающие дольше на батареях меньших размеров и не выдающие секреты так же легко, как некоторые из нынешних систем.

Распространение смартфонов, умных часов, мониторов медицинских показателей и иной техники, носимой близко к телу, обусловило разработку так называемых личных локальных сетей (personal area network, PAN), которые связывают гаджеты друг с другом и позволяют им выходить в Интернет через Wi-Fi или сотовую сеть. Сегодня в таких сетях используются радиотехнологии, такие как Bluetooth.

Моя сеть — мое тело

Но радиоволны плохо проникают сквозь тело человека, поэтому используется связь не самого ближнего действия. Сигналы Bluetooth распространяются на расстояние до 10 метров, что увеличивает вероятность перехвата находящимся поблизости злоумышленником, а сама задача связи решается с низким КПД из-за больших потерь в тракте передачи, обусловленных тем, что на пути распространения волн находятся ткани человеческого организма.

Группа специалистов факультета проектирования электрических и компьютерных систем, возглавляемая Патриком Мерсье, открыла способ использовать само тело в качестве среды передачи данных — с помощью магнитных полей. По словам ученых, потери в канале при этом оказываются в десять миллионов раз ниже, чем при использовании Bluetooth.

Таким образом, магнитные сети могли бы быть гораздо эффективнее радиотехнологий — устройствам пришлось бы тратить меньше энергии на связь, и их можно было бы снабжать более компактными батареями либо добиться более продолжительной работы от батарей прежних размеров. Правда, разработчики еще не проверяли, сколько конкретно энергии расходует подобная система. По их мнению, данную технологию можно было бы использовать для объединения в сети датчиков здоровья, следящих одновременно за многими системами организма.

Беспроводные технологии наподобие Bluetooth излучают электромагнитные волны, которые поглощаются организмом, повторяет Мерсье. Магнитная же сеть передает данные с помощью магнитного поля, генерируемого двумя катушками индуктивности и легко проходящего через организм. Система действует подобно технологии связи ближнего действия NFC, но дальность у нее чуть больше. Она использует очень низкие частоты — от 10 до 30 МГц — и обеспечивает скорость передачи как минимум в 1 Мбит в секунду, чего вполне достаточно для специализированных устройств наподобие датчиков.

Есть лишь одно «но»: все устройства, подключаемые к такой сети, должны иметь круглую форму и обертываться вокруг частей тела. Для умных часов и фитнес-браслетов это подойдет, а нагрудный датчик придется закреплять на специальном поясе.

Исследователи сконструировали прототип магнитной сети и испытали его на одном из участников команды. Использовалась неизолированная медная проволока, ее обернули в несколько витков вокруг рук. Катушки отправляли магнитные сигналы сквозь тело от одной руки к другой.

Угрозы здоровью носителя такая сеть не создает, поскольку используемые магнитные поля слабые, подчеркивают исследователи. Они намного слабее, чем в аппарате магнитно-резонансной томографии, и даже слабее, чем магнитное поле Земли, подчеркнул Мерсье.

В принципе магнитный сигнал можно уловить и вне тела носителя, но он быстро ослабевает с расстоянием, так что шансов перехватить его поблизости не слишком много, добавил ученый. Тем не менее любые медицинские данные, передаваемые датчиками по такой сети, нужно будет шифровать, подчеркнул о н. Магнитный сигнал, вероятно, может передаваться через тело кого-то, до кого дотрагивается носитель сети, но это исследователи еще не уточнили.

 

735