Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ máy tính, các thiết bị điện tử đeo ngày càng nhỏ gọn và tích hợp nhiều tính năng. Tuy nhiên, vấn đề cung cấp nguồn năng lượng cho chúng hoạt động vẫn là một thách thức. Một số thiết bị có thể tự sạc bằng năng lượng mặt trời, nhưng pin vẫn là thành phần không thể thiếu. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Future Interfaces Group đã phát triển một giải phá - công nghệ "Power-over-Skin," khai thác năng lượng RF trong cơ thể người mà không cần bất kỳ tiếp xúc nào ngoài bề mặt da, thậm chí có thể thay thế hoàn toàn pin.

Khai thác năng lượng RF trong cơ thể

Nghiên cứu được thực hiện bởi Andy Kong, Daehwa Kim, và Chris Harrison từ Đại học Carnegie Mellon chỉ ra rằng cơ thể con người tạo ra năng lượng RF tần số 40 MHz. Công nghệ này sử dụng một bộ thu nhỏ gọn để khai thác năng lượng đó mà không cần xâm nhập vào cơ thể. Bộ thu, nhờ thiết kế dạng cảm ứng điện dung, có thể hoạt động ngay cả khi qua lớp quần áo, mở ra tiềm năng tích hợp vào các thiết bị như điện thoại thông minh hay thiết bị đeo tay.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ này với nhiều thiết bị khác nhau, như nhẫn Bluetooth với cần điều khiển, miếng dán y tế ghi lại dữ liệu sức khỏe…. Công nghệ Power-over-Skin có thể cung cấp nguồn cho nhiều thiết bị trên cơ thể cùng lúc, giúp loại bỏ nhu cầu sạc pin và mang lại sự tiện lợi đáng kể cho người dùng.

Tiềm năng cho việc tạo ra các thiết bị không cần dùng pin

Công nghệ này có thể cung cấp nguồn năng lượng cho bất kỳ thiết bị đeo nào trên cơ thể, giúp giảm bớt việc sử dụng pin hiện tại và làm cho thiết bị mỏng và nhẹ hơn. Người dùng không cần tháo rời và sạc như các thiết bị hiện tại, điều này có thể khuyến khích sự phát triển một thế hệ thiết bị đeo mới không cần pin, giảm bớt sự phụ thuộc vào các khoáng sản quý hiếm dùng để sản xuất pin như tình trạng hiện nay.

Nếu công nghệ này không gây ra tác dụng phụ, nó sẽ là một cuộc cách mạng thực sự, có khả năng cung cấp nguồn cho nhiều thiết bị đeo từ đồng hồ đơn giản đến các thiết bị y tế và theo dõi sức khỏe. Điều kiện duy nhất là thiết bị chỉ cần hoạt động với lượng năng lượng nhỏ từ cơ thể người - gần như không thể kỳ vọng sẽ có GPU hay CPU có hiệu năng cao từ nguồn năng lượng này.

Phân bố vị trí thu phát năng lượng

Nghiên cứu cũng xem xét bốn vị trí phát năng lượng trên cơ thể: lòng bàn chân phải, vùng bụng, cổ tay trái và khuôn mặt - những vị trí có thể ứng dụng cho thiết bị thực tế ảo (AR/VR). Sáu vị trí thu gồm: mắt cá chân phải, phía sau cổ, xương ức, bắp tay trái và phải, và ngón trỏ trái - những vị trí phổ biến cho thiết bị đeo. Công suất thu được dao động từ 1,53 mW ở khoảng cách gần nhất đến 5,3 μW ở khoảng cách xa hơn, và hiệu suất giảm khi truyền qua lớp quần áo.

Tương lai của thiết bị không cần pin

Mặc dù vẫn ở giai đoạn thử nghiệm, công nghệ Power-over-Skin hứa hẹn cung cấp đủ năng lượng để vận hành vi xử lý và cảm biến, hiển thị kết quả và thực hiện các giao tiếp không dây. Đưa công nghệ này vào sản phẩm thực tế sẽ cần thời gian, nhưng nghiên cứu này mở ra tiềm năng cho một thế hệ thiết bị đeo không cần pin, nhỏ gọn và nhẹ hơn cũng như an toàn khi sử dụng.