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Menschlicher Körper für drahtlose Kommunikation

10.09.2015

Durch die weite Verbreitung verschiedener elektronischer Geräte wird unser Körper, ob wir wollen oder nicht, zum Träger einer Vielzahl von Geräten, die irgendwie miteinander kommunizieren müssen. Und wir sprechen nicht nur von Smartphones oder Smartwatches, sondern auch von ferngesteuerten medizinischen Geräten, die sich buchstäblich im Körper befinden.

Die Kommunikation erfolgt heute über eine drahtlose Verbindung wie Bluetooth, die Sender verwendet, die stark genug sind, um den menschlichen Körper zu durchdringen, und daher ziemlich sperrige Batterien. Patrick Mercier, Professor am Department of Electrical and Computer Engineering an der University of California in San Diego, versuchte, das Problem zu lösen. Zusammen mit seinen Doktoranden entwickelte er ein Kommunikationssystem, das ultraschwache elektromagnetische Felder erzeugt und ein elektrisches Signal mit minimalen Verlusten direkt durch den Körper überträgt.

Das System befindet sich in einem sehr frühen Entwicklungsstadium. Seine Autoren behaupten jedoch bereits, dass es bestehende HF-Technologien deutlich übertrifft und den Fading-Verlust im Vergleich zur Bluetooth-Technologie um unglaubliche 10 Millionen Mal reduziert. Laut Mercier bietet die von ihm entwickelte Technologie den geringsten Verlust aller derzeit bekannten drahtlosen Kommunikationssysteme, an denen der menschliche Körper beteiligt ist.

Für den Bau des Prototyps verwendeten die Ingenieure Kupferdraht, der von einem PVC-Rohr ummantelt war. An einem Ende des Geräts befinden sich ein Empfänger und ein Analysator, am anderen Ende wickeln sich die Drähte um verschiedene Körperteile - Kopf, Arme und Beine. Dank einer solchen Spule entsteht ein Induktionsstrom, und die Glieder wirken als eine Art Wellenleiter. Mit diesem System konnten die Autoren ultraschwache Signale von Hand zu Hand, von Hand zu Kopf und von Hand zu Fuß übertragen, empfangen und analysieren.

Wenn die Technologie in ein industrielles Design gebracht werden kann, zeigen sich ihre Vorteile nicht nur in der Reduzierung der Gerätegröße durch Minimierung der Energiequellen, sondern auch in der Erhöhung der Kommunikationssicherheit. Im Gegensatz zur Bluetooth-Technologie, die ein Signal durch einen offenen und zugänglichen Raum überträgt, verbleibt fast das gesamte Magnetfeld im Inneren des Körpers, und die externe Strahlung ist so vernachlässigbar, dass ein Signal abgefangen werden kann.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Gravitationswellen behoben 10.09.2012

Mit Hilfe von Daten, die bei der Untersuchung eines sehr nahe beieinander liegenden Paares Weißer Zwerge gewonnen wurden, konnten Wissenschaftler die Existenz von Gravitationswellen nachweisen. Die neueste Ausgabe von The Astrophysical Journal Letters berichtet, dass es Astronomen erstmals gelungen ist, Gravitationswellen oder besser gesagt ihre Folgen zu erfassen. Wie dem auch sei, die von Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagte Existenz dieser Wellen scheint bewiesen worden zu sein, und diese Tatsache an sich kann als ernsthafte Grundlage für den Nobelpreis dienen.

Die Existenz von Gravitationswellen wurde von einem interuniversitären Team von US-Wissenschaftlern durch die Beobachtung eines Systems aus zwei Weißen Zwergen namens SDSS J065133.338+284423.37 (oder kurz J0651) entdeckt. Dieses System, das sich 13 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, wurde letztes Jahr entdeckt. Sein Unterscheidungsmerkmal ist die ungewöhnliche Nähe der Planeten zueinander - der Abstand zwischen ihnen ist dreimal geringer als von der Erde zum Mond und ihre Rotationsdauer umeinander beträgt weniger als XNUMX Minuten.

Nach Einsteins Theorie sollten Objekte, die sich entlang einer Kurve bewegen, die Raumzeit krümmen und auf ihrer Oberfläche Gravitationswellen verursachen, mit anderen Worten, lang gesuchte Gravitationswellen. Es stimmt, damit diese Wellen wahrnehmbar werden, müssen die Gravitationsstörungen unglaublich groß sein. So zum Beispiel bei der Bewegung fast verschmolzener Weißer Zwerge. Die allgemeine Relativitätstheorie verlangt, dass diese Störungen die Energie beider Sterne erhöhen, ihre Bewegung beschleunigen und den Abstand zwischen ihnen verringern. Eine solche Beschleunigung sollte ohne das Eingreifen relativistischer Effekte erfolgen und die Häufigkeit von Oppositionen des Systems beeinflussen, mit anderen Worten "Zwergenfinsternisse". Laut Wissenschaftlern hat sich die Dauer solcher Finsternisse im J2011-System seit April 0651 um 6 Sekunden verringert.

Einer der Teammitglieder, Warren Brown vom Smithsonian Astrophysical Observatory, der die Studie leitet, sagt, der relativistische Effekt sei so stark, „dass er mit einer gewöhnlichen Armbanduhr gemessen werden könnte“. Berechnungen zufolge wird dieser Zeitraum bis Mai 2013 um weitere 20 Sekunden verkürzt, wodurch der Moment der vollständigen Verschmelzung der Sterne beschleunigt wird. Die Verschmelzung selbst wird etwas später erfolgen – in etwa zwei Millionen Jahren.

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