About / Advertise
Tänk dig att slippa sladden till hörlurarna, att bilen låser upp sig så fort du tar i handtaget eller att varan du just stoppat i kundvagnen registreras automatiskt utan att du behöver skanna den. Det kan bli verklighet med en kapacitiv överföringsteknik utvecklad på Linköpings universitet.
Tekniken användes av Ericssons vd Hans Vestberg i en demonstration på konsumentelektronikmässan CES i januari. Han väckte stor uppmärksamhet när han mot slutet av sitt framträdande överförde ett foto från en mobil till en dator genom att agera sladd.– Kroppen är egentligen bara en förlängning av sladden men med den tråkiga egenskapen att den dämpar signalen kraftigt, säger J Jacob Wikner.
Han handledde de tre exjobbare som utvecklade tekniken tillsammans med Ericsson. Även om projektet är avslutat, och de tre studenterna numera arbetar på Ericsson, fortsätter forskningsprojektet med åtta nya exjobbare plus en och en halv doktorand.
Demonstratorn är byggd av standardkomponenter men gruppen i Linköping håller på att ta fram en asic som förhoppningsvis blir klar i juni. På sikt är ambitionen att integrera även de digitala delarna.Andra delar i forskningsprojektet går ut på att utvärdera modulationstekniken liksom att testa om mimo eller dubbla frekvenser kan förbättra kanalen. Även frågan om vilket protokoll som är det bästa ingår. Den första ansatsen är vanligt Ethernet, som bland annat kan hantera kollisioner. Men kanske är protokollet för närfältskommunikation eller rfid bättre val.
Hur långt fram i tiden en produkt ligger går inte att säga, men J Jacob Wikner är optimistisk.
– Jag tror att det skulle kunna gå ganska snabbt och inte bli särskilt dyrt. Den kiselyta som krävs är inte särskilt stor och det behövs inga dyra kringkomponenter. Den kapacitiva plattan kan man integrera som en drapering i mobilen.
Kroppen dämpar 70–90 dB
En första tillämpning kan vara spel och lek, till exempel att gå runt på ett museum och få information om ett föremål när man lägger handen på det.
En annan aspekt är frågan om det kan vara skadligt att skicka signaler genom kroppen?
– Det är något vi tittar på men vad vi vet ligger vi under alla gränsvärden vi hittat. Men å andra sidan finns det inga studier på långvarig användning, som att lyssna på musik genom kroppen, så det är en oro jag förstår, säger J Jacob Wikner.
I Ericssons demonstration utgjordes ”kontakten” av en platta där den som ville testa tekniken placerade sin hand. Även mottagaren hade motsvarande platta.
Om man skickar in en signal som är en volt så får man ut en signal i millivoltområdet, dämpningen är 70–90 dB. Det är i och för sig inget större problem förutsatt att man har tillräckligt bra utrustning för att detektera den. Det går faktiskt att stoppa plattan i fickan.
– Signalen är redan dämpad runt 80 decibel så om man tappar ytterligare några decibel på att ha den i fickan spelar inte så stor roll, säger J Jacob Wikner.
Kroppens överföringskarakteristik liknar ett bandpassfilter. Den släpper igenom signalen i ett område från några megahertz upp till ett par hundra megahertcz. Men ska man använda tekniken praktiskt måste man ta hänsyn till det vanliga FM-bandet med rundradiosändningar som börjar strax under 100 MHz. Dessutom finns det Dect-telefoner som arbetar i ett band på 40 MHz.
10 Mbit/s rimligt mål
Kroppens egna signaler, inklusive EKG är mycket långsamma, från någon Hertz upp till några kilohertz, så de utgör inget problem.
– Vi hade som mål att klara 10 Mbit/s och i labbet har vi nått 6–7 Mbit/s.
Kommunikationen sker med halv duplex, det går alltså inte att skicka och ta emot samtidigt.
Mottagaren består av en komparator med en mycket känslig och bredbandig förstärkare medan algoritmerna finns i en FPGA.
– Det är en enkel konstruktion, tricket är att få bort brus och offset, säger J Jacob Wikner.
För att underlätta uppgiften letar mottagaren som tagits fram i Linköping bara i ett förutbestämt frekvensband, därmed behöver man enbart svepa själva triggern. Sändaren använder Manchesterkodning och data XOR:as med klockan. Det sker således ingen högre ordningens modulation utan signalen är binärt fasskiftskodad.
Tekniken gör det möjligt att synkronisera mottagaren för varje bit, även om det kommer en lång rad ettor eller nollor.
