Negli ultimi anni abbiamo assistito alla proliferazione di dispositivi smart e gadget di vario genere dotati di sensori, display e quant’altro e per lo più controllabili mediante il nostro smartphone attraverso connessioni Bluetooth o Wi-Fi. Proprio il crescente numero di questi device, in molti casi anche indossabili, ha portato i ricercatori della National University of Singapore (NUS) a studiare un modo per rendere queste connessioni più efficienti e sicure.

La risposta è stata trovata nell’utilizzo di metamateriali per fare in modo che siano i vestiti che indossiamo ad occuparsi di mettere in comunicazione il nostro smartphone con tutti gli altri dispositivi wearable in quella che definisce “wireless body sensor network“.

Vantaggi in termini di trasmissione dei dati e privacy

Allo stato attuale praticamente tutti i wearable dotati di sensori per il rilevamento di dati corporei, come ad esempio gli smartwatch, si connettono allo smartphone o ad altri device indossabili tramite onde radio via Bluetooth e Wi-Fi. Si tratta di metodi di connessione ben poco efficienti dal momento che queste onde vengono irradiate in tutte le direzioni, comportando un notevole spreco energetico e abbreviando considerevolmente la durata della batteria dei dispositivi indossabili stessi.

Lo scopo della ricerca condotta dal team consisteva nel migliorare l’efficienza della connessione confinando la trasmissione del segnale alle sole aree più vicine al corpo della persona che indossa i dispositivi e la soluzione è stata individuata nell’utilizzo di metamateriali.

I metamateriali, per definizione, sono materiali creati artificialmente e dotati proprietà elettromagnetiche peculiari. Ebbene i ricercatori dell’Università di Singapore se ne sono serviti allo scopo di incorporare elementi conduttivi nel tessuto di comuni indumenti e, attraverso le “surface waves” da questi create, evitare di disperdere onde in tutte le direzioni e piuttosto mantenere l’energia del segnale tra i device in prossimità dell’utente, così da connettere più device wearable contemporaneamente.

Gli esperimenti condotti hanno evidenziato che questa “wireless body sensor network” garantisce una trasmissione dei dati con un segnale 1.000 volte più forte rispetto alle tecnologie che usiamo abitualmente. All’atto pratico questo si tradurrebbe in un’efficienza estremamente migliore e in una conseguente autonomia nettamente migliorata per tutti i device connessi. Si parla di un segnale talmente forte da permettere di trasmettere energia via wireless dallo smartphone al device indossabile, aprendo la strada ad una nuova ipotetica generazione di dispositivi wearable privi di batteria.

Un altro aspetto da non sottovalutare è quello della compatibilità di questo nuovo metodo basato sull’utilizzo di metamateriali con i device già esistenti: non sarebbe necessario apportare alcun cambiamento agli smartphone e ai dispositivi indossabili connessi via Bluetooth che usiamo già quotidianamente.

Stando a quanto dichiarato dai ricercatori, questa tecnica innovativa di connessione tra i device renderebbe possibile anche una migliore salvaguardia della privacy dell’utente rispetto ai metodi convenzionali. Allo stato attuale, infatti, il segnale viene trasmesso in tutte le direzioni e a metri di distanza dall’utente che indossa il device, invece con il sistema studiato dai ricercatori dell’Università di Singapore il segnale verrebbe mantenuto entro 10 centrimetri dal corpo (o meglio dall’indumento “smart”) dell’utente.

Costi e disponibilità

Il team ha provveduto a brevettare la propria invenzione, che prevede l’applicazione di una sottile striscia di metamateriale sulla superficie dell’indumento, al di sotto del quale deve essere presente uno strato di materiale conduttore. Il metamateriale è economico, facilmente reperibile e non inficia la normale usabilità dell’indumento, resistendo a piegature, tagli, lavaggi, asciugature e stirature.

Lo studio è stato pubblicato lo scorso 17 giugno su Nature Electronics e i ricercatori hanno posto l’accento sulle importanti prospettive di applicazione in campo medico, per il monitoraggio della salute e sotto il profilo di interfacce uomo-macchina. Sono attualmente in corso dei colloqui per individuare dei partner interessati a portare sul mercato questa nuova tecnologia. Per maggiori dettagli date un’occhiata al video riportato qui sotto e a questo link.