Las tecnologías inalámbricas como el Wi-Fi y el Bluetooth han facilitado la conectividad remota y, a medida que la electrónica se ha vuelto cada vez más pequeñas y rápida, el desarrollo de dispositivos como los “wearables” no para de crecer. Desde relojes inteligentes hasta implantes, estos dispositivos interactúan con el cuerpo humano de formas muy diferentes a las de una computadora. Sin embargo, ambos usan los mismos protocolos para transferir la información, haciéndolos vulnerables a los mismos riesgos de seguridad. ¿Qué pasaría si pudiéramos usar el propio cuerpo para transferir y recopilar información? Esta área de investigación se conoce como Comunicación Cuerpo Humano o “Human Body Communication” (HBC). Ahora, científicos japoneses informan de importantes avances que tienen el potencial de mejorar el diseño y funcionamiento de los dispositivos basados en HBC.
La comunicación a través del cuerpo humano (HBC) es un método de transmisión de señal que utiliza nuestro cuerpo como parte de la ruta de transmisión y que se caracteriza por su seguridad. Estos es así porque primero utiliza una señal de frecuencia mucho más baja que se atenúa de forma brusca con la distancia; y segundo, porque la naturaleza cerrada de la transmisión da como resultado una menor interacción y una mayor confiabilidad y, por lo tanto, conexiones más seguras. Hacer que el dispositivo interactúe directamente con el cuerpo también implica aplicaciones biomédicas confiables.
Las tecnologías HBC utilizan electrodos en lugar de antenas para acoplar señales al cuerpo humano. Esto se puede usar para conducir un campo eléctrico desde un transmisor a un receptor y, por lo tanto, para comunicar datos. Los receptores HBC funcionan de una manera muy similar a los receptores de radiofrecuencia. Sin embargo, es mucho más difícil determinar su impedancia de entrada. Esto es importante porque permite a los científicos maximizar la potencia de la señal recibida.
Los factores más importantes son las disposición de los electrodos y la distancia entre el transmisor y el receptor. Estos afectan la impedancia de salida y el voltaje de fuente equivalente del sistema, y finalmente tiene un impacto en la potencia de la señal recibida. La señal emana del electrodo transmisor y atraviesa el cuerpo. La conductividad del cuerpo combina el campo con el entorno y esto sirve como el camino de retorno para la señal transmitida.
En su estudio, el equipo de científicos japoneses – Dr. Dairoku Muramatsu (Universidad de Ciencias de Tokio), Sr. Yoshifumi Nishida, Profesor Ken Sasaki, Sr. Kentaro Yamamoto (todos de la Universidad de Tokio) y Profesor Fukuro Koshiji (Universidad Politécnica de Tokio) – ha buscado analizar estas características mediante la construcción de un modelo de circuito equivalente de la transmisión de señal que va del cuerpo a un receptor fuera del cuerpo a través del tacto.
Los electrodos de señal del transmisor y receptor, así como el electrodo de tierra del transmisor, se insertaron en el cuerpo. El electrodo de tierra del receptor se dejó “flotando” en el aire. Esto difiere de las actuales configuraciones HBC, en las que ambos electrodos de tierra quedan flotando en el aire. Los investigadores encontraron que la impedancia aumenta al aumentar la distancia entre los electrodos del transmisor. Curiosamente, también encontraron que el tamaño de la tierra del receptor era otro factor que afecta a la transmisión. Informa que el acoplamiento capacitivo entre la tierra del receptor y el cuerpo humano aumenta a medida que el primero se hace más grande.
Los hallazgos de este estudio son realmente importantes ya que permiten a los científicos diseñar dispositivos HBC más eficientes, que están mejor sintonizados con el campo eléctrico humano y, finalmente, más adecuados para la interacción del usuario.
“Debido a que el campo eléctrico utilizado en las HBC tiene la propiedad de ser atenuado bruscamente con respecto a la distancia, apenas se filtra al espacio circundante durante la transmisión de la señal. Por lo tanto, el uso de este modo de comunicación del cuerpo humano hace que sea posible comunicarse con seguridad y sin generar ruido electromagnético. Sin embargo, un importante inconveniente de esta comunicación es que no se puede usar para la comunicación de datos a alta velocidad. Por lo tanto, el enfoque debe estar en aplicaciones HBC que transmiten datos de capacidad relativamente baja, como informaciones de autentificación o la señales biomédicas, durante largos periodos de tiempo con bajo consumo de energía”, concluyen los profesores Dr. Muramatsu y el Sr. Nishida.
