Hızla gelişen hızlı şarj teknolojilerine rağmen, “şarj endişesi” halen geniş kitlelerce hissedilen bir sorun. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip ve hafif yeni bataryalar hızla piyasaya sürülse de, teknolojik cihazların performansı arttıkça, bu cihazları “doyurmak” giderek zorlaşıyor. Şu sıralar ise, şarj derdine derman olacak pilsiz çalışabilen teknolojik ürünler çağına giriş yapmış olabiliriz. Çünkü, Power-over-Skin teknolojisiyle, deriden şarj olabilen ürünler geliştiriliyor.

Power-over-Skin teknolojisiyle üretilen bataryasız kulaklık, enerjisini deriden karşılıyor

Günümüz insanlarının enerji talepleri her geçen gün artıyor. Bu da, tasarımda çeşitli zorluklar yaratıyor. Özellikle Apple’ın AirPods kulaklıkları gibi küçük cihazlar, küçük boyutlarına rağmen kompleks ses işlemcilerine ve kablosuz akış yeteneklerine sahip. Ancak bu kadar küçük bir cihazın içindeki en büyük bileşenin batarya olması, tasarım açısından önemli bir sınırlama yaratıyor.

Carnegie Mellon Üniversitesi’nden Andy Kong, Daehwa Kim ve Chris Harrison, bu sorunu çözmek için “Power-over-Skin” adını verdikleri bir teknoloji geliştirdiler. Bu teknoloji, insan vücudu üzerinden radyo frekansı (RF) enerjisini kullanarak tüm vücut boyunca dağılan giyilebilir cihazlara güç sağlıyor.

Power-over-Skin teknolojisi, tek bir giyilebilir vericinin birden fazla küçük, bataryasız giyilebilir cihazı şarj etmesini sağlıyor. Bu cihazlar vücudun farklı yerlerine yerleştirilebiliyor, örneğin bir yüzük, bir küpe ya da artırılmış gerçeklik (AR) gözlükleri gibi. Enerji vücut üzerinden aktarılıyor ve kablo ya da doğrudan temas gerekmiyor. İnsan vücudu burada karmaşık bir elektrik devresi gibi işlev görüyor ve vücudun kapasitesini kullanarak enerji aktarımı yapıyor.

Yeni teknoloji, vücutta baştan ayağa uzun mesafeli enerji iletimini mümkün hale getiriyor. Ayrıca, bu yöntem, giyim üzerine enerji iletim deneyleri ve tek bir vericinin birden fazla alıcıya güç sağlama kapasitesi gibi testlerden geçmiş durumda. Örneğin, baş bölgesine yerleştirilen bir verici, vücudun geri kalanında yer alan cihazlara enerji sağlayabiliyor.

Bunu daha basit anlamak gerekirse, bir odada parti düzenlediğinizi düşünün, ancak müziği başka bir odada çalmak istiyorsunuz. Normalde hoparlörü taşımanız gerekirdi, ama burada hoparlörü hareket ettirmeden, enerjiyi bir verici üzerinden odaya yayarak müziği çalabiliyorsunuz. Fiziksel bir bağlantıya ya da kablolara ihtiyaç duymadan, yalnızca odadaki havayı kullanarak müzik yayıyorsunuz.

Araştırmacılar, bu teknolojiyle küçük bir hesap makinesini ve büyük bir artırılmış gerçeklik cihazını çalıştırmayı başardılar. Teknolojiyi geliştirirken mekanik enerji toplama, kablosuz enerji toplama ve kablosuz güç iletimi gibi farklı yöntemler denemişler. Ancak bu yöntemler, enerji toplamada düzensizlikler ve düşük verimlilik gibi sınırlamalar getirmiş.

Aslında, Power-over-Skin teknolojisinden önce, dünyadaki birçok araştırma grubu “deri üzerinden şarj” ile ilgili başka yöntemler üzerinde çalıştı. Örneğin, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü, terden enerji toplayarak çalışan bir biyoyakıt hücreli elektronik deri geliştirdi.

Ancak bu cihazlar bile halen bataryalara bağlı. Harbin Teknoloji Enstitüsü ise vücut ısısını elektrik enerjisine dönüştüren “esnek termoelektrik jeneratör” (FTEG) adlı bir cihaz geliştirdi. Bu chaz gerçek anlamda “deri üzerinden şarj” sağlayabiliyor ve harici bir batarya gerektirmiyor.

Bu arada, Power-over-Skin teknolojisinin geniş çaplı kullanıma geçmesi için hala bazı zorluklar bulunuyor. Uzun mesafeli enerji iletimi ve karmaşık vücut pozisyonlarında, özellikle sürekli güç gerektiren cihazlar için enerji gücü sınırlı kalıyor.

Ayrıca, çevredeki elektromanyetik müdahaleler ve cihazların bir arada bulunduğu ortamlarda iletim gücünün kararsız olabileceği belirtiliyor. Bunun yanı sıra, elektrotların sürekli ciltle temas etmesi cilt tahrişi gibi sağlık sorunlarına yol açabilir.

Geliştirme sürecini yöneten araştırmacılar, en büyük hedeflerinin alıcıların güç kapasitelerini artırmak ve enerji iletim verimliliğini yükseltmek olduğunu söylüyorlar. Böylelikle, daha fazla giyilebilir cihazın bu teknolojiyle çalışabilmesi mümkün olacak.