Các nhà khoa học đang phát triển những thiết bị giám sát không cần sử dụng pin thế hệ mới, có thể được cấy dưới da và truyền tín hiệu thông qua một bộ phát sóng không dây. Báo Daily Mail đưa tin, tiến sĩ Zhong Lin Wang và các cộng sự thuộc trường Đại học công nghệ Georgia (Mỹ) đang nghiên cứu những ...
Các nhà khoa học đang phát triển những thiết bị giám sát không cần sử dụng pin thế hệ mới, có thể được cấy dưới da và truyền tín hiệu thông qua một bộ phát sóng không dây.
Báo Daily Mail đưa tin, tiến sĩ Zhong Lin Wang và các cộng sự thuộc trường Đại học công nghệ Georgia (Mỹ) đang nghiên cứu những loại máy nano, có thể được cấy dưới da cánh tay của bệnh nhân và sau đó gửi thông tin cho bác sĩ điều trị ở cách xa hàng km.
Sơ đồ mô phỏng hoạt động của thiết bị giám sát cấy dưới da người. (Ảnh: ACS).
Những thiết bị giám sát này được nạp năng lượng từ chuyển động của người khi di chuyển hay thậm chí từ nhịp đập của các mạch máu. Điều này có nghĩa rằng, thiết bị sẽ không ngừng hoạt động do thiếu năng lượng cho tới khi người được gắn thiết bị ngừng thở.
Công nghệ tạo năng lượng từ các rung động của cơ thể như trên cũng có thể được sử dụng trong các camera theo dõi được gắn vào một máy bay nhỏ. Những thiết bị như thế này cũng có thể được các bệnh viện sử dụng để theo dõi bệnh nhân có tuân theo kế hoạch điều trị hay không.
Một ứng dụng nữa của thiết bị giám sát không cần sử dụng pin là có thể sử dụng trong hệ thống an ninh và phòng chống tội phạm. Với những thiết bị này, các nhân viên an ninh sẽ có nhiều lựa chọn hơn khi theo dõi và phát hiện bọn tội phạm.
Bộ thiết bị không dây ưu việt trên bao gồm một máy phát nano để chuyển đổi những cử động nhỏ như di chuyển, nhịp tim, gió, … thành năng lượng. Năng lượng tạo ra sẽ được lưu ở một tụ điện nhỏ trước khi truyền tới thiết bị cần nạp năng lượng thông qua một bộ phát sóng không giây trong khoảng cách gần 10m.
Đầu năm nay, nhóm của tiến sĩ Zhong Lin Wang đã phát triển thành công một máy phát nano đầu tiên sau 6 năm nghiên cứu. Máy phát nano này có thể cung cấp năng lượng cho một màn hình LED và LCD nhỏ.
“Thành công này đánh dấu một mốc quan trọng trong việc sản xuất các thiết bị điện tử cầm tay sử dung năng lượng từ các chuyển động của cơ thể thay vì từ pin hay lưới điện như hiện nay”, tiến sĩ Zhong Lin Wang khẳng định.
Các nhà khoa học đang phát triển thế hệ thiết bị giám sát mới, không cần pin, có thể cấy dưới da người rồi truyền dữ liệu không dây đến bên ngoài. Công nghệ này hướng tới những máy nano đủ nhỏ để đặt dưới da cánh tay bệnh nhân, đồng thời vẫn gửi thông tin cho bác sĩ điều trị ở khoảng cách xa hàng km. Nghiên cứu do tiến sĩ Zhong Lin Wang cùng các cộng sự thuộc trường Đại học công nghệ Georgia, Mỹ, thực hiện, theo thông tin được Daily Mail đăng tải.
Thiết bị được thiết kế để khai thác những chuyển động rất nhỏ diễn ra liên tục trong cơ thể người, thay vì phụ thuộc vào pin hoặc nguồn điện thông thường. Mỗi bước đi, nhịp tim, chuyển động cơ thể, thậm chí nhịp đập của các mạch máu, đều có thể trở thành nguồn năng lượng cho hệ thống. Nhờ cơ chế này, thiết bị có khả năng tiếp tục hoạt động trong thời gian dài, miễn là cơ thể người được gắn thiết bị vẫn còn duy trì các hoạt động sống.
Bộ thiết bị không dây gồm một máy phát nano, bộ phận có nhiệm vụ biến những rung động nhỏ thành năng lượng điện có thể sử dụng. Nguồn rung động ấy không chỉ đến từ cơ thể, mà còn có thể xuất hiện trong gió hoặc những chuyển động khác quanh thiết bị. Năng lượng được tạo ra trước hết lưu trong một tụ điện nhỏ, sau đó truyền đến thiết bị cần nạp thông qua bộ phát sóng không dây.
Theo mô tả trong nghiên cứu, khoảng cách truyền năng lượng giữa các bộ phận liên quan vào khoảng gần 10m, mở ra khả năng vận hành linh hoạt hơn cho nhiều thiết bị nhỏ. Sau khi nhận đủ năng lượng, thiết bị cấy dưới da có thể gửi thông tin thu thập được đến hệ thống tiếp nhận bên ngoài. Bác sĩ vì thế có thêm phương tiện theo dõi bệnh nhân từ xa, thay vì luôn phải kiểm tra trực tiếp tại bệnh viện.
Một ứng dụng đáng chú ý là hỗ trợ bệnh viện giám sát việc người bệnh có tuân thủ kế hoạch điều trị được chỉ định hay không. Những dữ liệu truyền về có thể giúp nhân viên y tế theo dõi tình trạng bệnh nhân thường xuyên hơn, đặc biệt trong các trường hợp cần quan sát lâu dài. Tuy nhiên, bài viết chỉ nêu định hướng ứng dụng của công nghệ, chưa công bố chi tiết về loại thông tin y tế cụ thể mà thiết bị có thể ghi nhận.
Công nghệ thu năng lượng từ rung động cơ thể cũng được xem xét cho các camera theo dõi gắn trên một máy bay nhỏ. Khi không phải mang theo pin lớn hoặc phụ thuộc vào nguồn điện cố định, những thiết bị bay nhỏ có thể có thêm lựa chọn về cách cung cấp năng lượng. Hệ thống tương tự còn được nhắc đến trong lĩnh vực an ninh, nơi nhân viên có thể sử dụng thiết bị để theo dõi và phát hiện tội phạm.
Đầu năm nay, nhóm của tiến sĩ Zhong Lin Wang đã phát triển thành công một máy phát nano đầu tiên, sau sáu năm nghiên cứu liên tục. Thiết bị này từng cung cấp năng lượng cho một màn hình LED nhỏ và một màn hình LCD nhỏ, cho thấy khả năng vận hành các linh kiện điện tử tiêu thụ ít điện. Kết quả ấy tạo nền tảng cho những nghiên cứu tiếp theo về thiết bị cấy dưới da cùng các hệ thống giám sát không cần pin.
Tiến sĩ Zhong Lin Wang nhận định thành công này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong quá trình sản xuất thiết bị điện tử cầm tay sử dụng năng lượng từ chuyển động cơ thể. Hướng tiếp cận mới thay thế pin hoặc lưới điện bằng những rung động vốn luôn hiện diện trong đời sống hằng ngày. Nếu tiếp tục được hoàn thiện, công nghệ có thể kết nối y tế, giám sát và an ninh trong những hệ thống nhỏ gọn, hoạt động bền bỉ hơn.
