Утепленная сенсором одежда солдата отслеживает его движения и жизненные показатели. Одноразовая электрокардиограмма размером с пластырь контролирует состояние сердца пациента. Мобильный телефон имплантирован в зуб. Ученые и инженеры пытаются разработать такие «встроенные» устройства: миниатюрную электронику, которая подключает людей к компьютерам и сетям связи.
Связанный контент
- Вождение мисс Ленивый
Рассмотрим контактные линзы, которые функционируют как экраны компьютеров. Исследовательская группа из Вашингтонского университета, возглавляемая профессором электротехники Бабаком Парвизом, разработала прототип объектива, оснащенного миниатюрным радиоприемником (для приема данных) и светодиодом или светодиодом (для отображения данных пользователю). Технология вызвала сравнение с компьютерными показаниями, которые вспыхивают в глазах киборга в фильмах Терминатора .
Теоретически, устройство преобразует электронные сигналы в постоянно меняющиеся дисплеи, проецируемые на контактную линзу и видимые для пользователя, возможно, как субтитры к фильму. При беспроводном соединении, скажем, со смартфоном с программным обеспечением для распознавания голоса, человек с нарушениями слуха, носящий такие линзы, может увидеть слова говорящего, переведенные в подписи.
Но инженеры, разрабатывающие такие встроенные технологии, сталкиваются с большим препятствием: мощью. Устройства упаковывают так много гаджетов в такие крошечные пространства, что даже самые маленькие батареи будут слишком громоздкими, не говоря уже о неудобстве (и потенциальном дискомфорте) их замены.
Чтобы решить проблему нехватки электроэнергии, Агентство оборонных передовых исследовательских проектов (DARPA) - Агентство Министерства обороны США, занимающееся технологиями, которые привели к Интернету и Глобальной системе позиционирования, среди прочего - запустило программу Energy Starved Electronics в 2005 году с MIT. У исследователей появилась новая идея для встраивания встроенной электроники: «убирать» энергию из человеческого тела.
Очевидно, что наши тела генерируют тепло - тепловую энергию. Они также производят вибрации, когда мы движемся - кинетическая энергия. Обе формы энергии могут быть преобразованы в электричество. Ананта Чандракасан, профессор электротехники из Массачусетского технологического института, который работает над проблемой с бывшим студентом по имени Йогеш Рамадас, говорит, что задача состоит в том, чтобы собрать достаточное количество энергии от тела и затем эффективно направить ее на устройство, которое нуждается в этом.
В случае использования вибрации Чандракасан и его коллеги используют пьезоэлектрические материалы, которые производят электрический ток при воздействии механического давления. Для поглощения энергии обычные вибрации, вызванные ходьбой или просто киванием головой, могут стимулировать пьезо-материал к выработке электричества, которое затем преобразуется в постоянный ток (DC), используемый электроникой, хранится в твердотельных конденсаторах и разряжается при необходимости. Весь этот аппарат умещается на чипе размером не более нескольких квадратных миллиметров. Небольшие встроенные устройства могут быть встроены непосредственно в чип, или чип может передавать энергию беспроводным способом на соседние устройства. Чип также может использовать термоэлектрические материалы, которые производят электрический ток при воздействии двух разных температур - таких как тепло тела и (обычно) более холодный воздух вокруг нас.
Благодаря встроенным технологиям наши встроенные технологии обещают не только предоставлять данные в любое время и в любом месте, но и передавать данные о себе в режиме реального времени. Куртка, снабженная электрогрелками или термостатами в наших домах, может регулироваться в зависимости от температуры нашего тела.
Стивен Фейнер, профессор компьютерных наук в Колумбийском университете, говорит, что к 2050 году встроенные устройства позволят нам погрузиться в море не только визуальных данных, но и компьютерных звуков и ощущений. «Однако я думаю, что у большинства людей вместо этого будет системный фильтр того, что они видят», - говорит он. «Находясь на прогулке в лесу, некоторые люди могут захотеть увидеть наложенные названия видов». С другой стороны, добавляет он, «другие просто захотят отключить все это».
Книга Майкла Белфиоре « Отдел безумных ученых» о DARPA .
