Pemancar Nirkabel yang Dapat Dipakai
Penelitian terkini tentang elektronik fleksibel membuka jalan bagi sensor nirkabel yang dapat dipakai di tubuh dan mengumpulkan berbagai data medis. Namun tanpa perangkat transmisi fleksibel serupa, sensor ini memerlukan koneksi kabel untuk mengirimkan data kesehatan.
Seperti sensor yang dapat dikenakan, pemancar yang dapat dikenakan harus aman untuk digunakan pada kulit manusia, berfungsi pada suhu kamar, dan mampu menahan puntiran, kompresi, dan peregangan. Fleksibilitas pemancar, bagaimanapun, menimbulkan tantangan unik:Ketika antena dikompresi atau diregangkan, frekuensi resonansi (RF) mereka berubah dan mereka mengirimkan sinyal radio pada panjang gelombang yang mungkin tidak cocok dengan penerima yang dimaksudkan antena.
Para peneliti telah menciptakan pemancar yang fleksibel dan dapat dipakai berlapis-lapis. Membangun di atas pekerjaan sebelumnya, mereka membuat jaring tembaga dengan pola garis bergelombang yang tumpang tindih. Jala ini membentuk lapisan bawah, yang menyentuh kulit, dan lapisan atas, yang berfungsi sebagai elemen pemancar di antena. Lapisan atas menciptakan lengkungan ganda saat dikompresi dan meregang saat ditarik — dan bergerak di antara tahapan ini dalam serangkaian langkah yang teratur. Proses terstruktur di mana antena mesh melengkung, merata, dan meregang meningkatkan fleksibilitas lapisan secara keseluruhan dan mengurangi fluktuasi RF di antara status antena.
Lapisan jala bawah mencegah sinyal radio berinteraksi dengan kulit. Implementasi ini, selain mencegah kerusakan jaringan, menghindari hilangnya energi yang disebabkan oleh penurunan sinyal jaringan. Kemampuan antena untuk mempertahankan RF yang stabil juga memungkinkan pemancar mengumpulkan energi dari gelombang radio, yang berpotensi menurunkan konsumsi energi dari sumber luar.
Pemancar, yang dapat mengirim data nirkabel pada jarak hampir 300 kaki, dapat dengan mudah mengintegrasikan sejumlah chip atau sensor komputer. Dengan penelitian lebih lanjut, ini dapat diterapkan dalam pemantauan kesehatan dan perawatan klinis serta pembangkitan dan penyimpanan energi.
Setelah mengembangkan prototipe antena yang dapat diregangkan, para peneliti menganalisisnya untuk mengidentifikasi jalur fundamental baru untuk menyempurnakan perangkat semacam itu yang dapat diterapkan pada penelitian serupa di masa depan. Tim membuat antena dengan lapisan dan pola mesh yang mirip dengan prototipe mereka sebelumnya tetapi tidak memiliki struktur kompresi lengkung ganda. Mereka mengukur deformasi antena saat jala diregangkan pada interval yang berbeda, kemudian menggunakan simulasi komputer untuk memeriksa hubungan antara deformasi dan kinerja antena.
Untuk menyederhanakan analisis transmisi sinyal radio antena, para peneliti menggunakan teknik matematika untuk mengubah pengukuran tertentu - seperti lebar dan sudut pola mesh berulang - menjadi nilai konstan. Dengan proses ini, yang disebut normalisasi, peneliti dapat fokus pada hubungan antara variabel tertentu dengan meniadakan pengaruh variabel yang dinormalisasi.
Tim menemukan bahwa normalisasi variabel yang berbeda memberikan beberapa jalan untuk menyesuaikan kinerja antena. Mereka juga menemukan bahwa simulasi geometri mesh dapat menghasilkan hasil yang berbeda, bahkan dengan set variabel normal yang sama.
Meskipun para peneliti menganalisis sifat antena yang dapat dipakai, metode ini dapat diterapkan ke perangkat frekuensi radio lainnya. Penelitian ini dapat mengarah pada jaringan sensor dan pemancar yang dikenakan di tubuh, semuanya berkomunikasi satu sama lain dan perangkat eksternal.
Tonton video di Tech Briefs TV di sini. Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Megan Lakatos di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya.; 814-865-5544.
