Технология, которую можно носить на поясе

Все эти решения состоят из датчиков, исполнительных механизмов, блоков обработки сигналов и электронных элементов управления - и в этом тоже заключается проблема: у них должен быть источник питания. Батарейки обычно исключаются из-за их ограниченного срока службы - в конце концов, имплантаты остаются внутри тела годами. В настоящее время чаще всего используются радиоволновые (ВЧ) и индуктивные системы. Однако они демонстрируют различия в эффективности в зависимости от местоположения и перемещения, а также часто ограничены по дальности действия. Вскоре новая система передачи энергии должна обойти ограничения предыдущих методов. 

Исследователям из Института керамических технологий и систем Фраунгофера IKTS в Хермсдорфе удалось передать энергию по беспроводной сети от портативного модуля передатчика к мобильному модулю генератора - приемнику. "Передающий модуль цилиндрической формы настолько мал и компактен, что его можно прикрепить к ремню", - говорит доктор Хольгер Лауш, научный сотрудник IKTS. Передатчик обеспечивает электрический ток мощностью более 100 милливатт и имеет радиус действия около 50 сантиметров. 

В результате приемник можно разместить практически в любом месте тела. "С помощью нашего портативного устройства мы можем удаленно подавать питание на имплантаты, системы дозирования лекарств и другие медицинские приложения, не прикасаясь к ним, например, к проглатываемым эндоскопическим капсулам, которые перемещаются по желудочно-кишечному тракту и передают изображения внутренней части тела наружу", - говорит Лауш. Модуль генератора можно отследить в любое время - независимо от передачи энергии - относительно его положения и локализации. Таким образом, если генератор расположен внутри капсулы для видеоэндоскопии, полученные изображения могут быть отнесены к конкретным участкам кишечника. Если его поместить в дозирующую капсулу, то активный ингредиент лекарства может высвобождаться целенаправленным образом.

Энергия может проходить через все немагнитные материалы

Как работает эта новая, уже запатентованная система? В передающем модуле вращающийся магнит, приводимый в движение электродвигателем EC, создает магнитное вращательное поле. Магнитный шарик в приемнике подключается к переменному внешнему магнитному полю и в результате сам приводится во вращение. Вращательное движение преобразуется в электричество, таким образом, энергия вырабатывается непосредственно в модуле генератора. "Благодаря магнитному соединению энергия может передаваться через все немагнитные материалы, такие как биологическая ткань, кости, органы, вода, пластик и даже различные металлы. Кроме того, создаваемое магнитное поле не оказывает вредного побочного воздействия на человека. Это даже не нагревает ткани ", - говорит Лауш, подчеркивая преимущества системы.

Поскольку модули, доступные в качестве прототипов, масштабируются с точки зрения диапазона, размера и производительности, их можно использовать не только для медицинских технологий. Они также могут подавать питание по беспроводной сети на герметично закрытые датчики, например, расположенные внутри стен или мостов. Это делает их пригодными для использования в машиностроении и на заводах, а также в строительной промышленности. Другие возможные применения включают зарядку блоков хранения энергии и активацию электронных компонентов.