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人体通信的新进展

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     日前,nttdocomo、信息通信研究机构(nict)、庆应大学在正在召开的“二零零八年电子信息通信学会综合大会”上举行了以分子通信为主题的指导演讲会。其中,近程通信成为热点,比如分子通信和人体通信的概念被进1步的产品化。 分子通信是指利用生物体内运输荷尔蒙、神经传导物质和信息素的传导机理,将化学物质送达通信对象的技术。 传统通信大多是与远程对象交流。因此,传送介质主要使用电波及包括光在内的电磁波。而近来,面向极短距离,节能且小型化甚至微细化的通信技术的需求逐渐增多。但在数cm距离以下,电磁波不是合适的传送介质,此前1直使用与电磁波不同类的电磁场。 例如索尼开发的近程通信技术“transferjet”,以传送距离小于频率相应波长的临近电磁场作为传送介质。某些人体通信使用称为“爬波”,在人体皮肤表面传播的电磁场表面波。分子通信不使用电磁场,而是利用了生物体内的化学物质运输机构作传送介质。从二零零三年开始研究该项技术的nttdocomo先进技术研究所先进技术研究部门研究主任森谷优贵表示,按照初设想,该技术将首先用于通过检查汗液实现半实时健康诊断的手机。 检查及诊断生物体物质的技术还有由晶体管技术和生物传感器组成的“dna芯片”等。森谷指出,作为分子通信的特征,“在生物体物质从‘发送’位置运送到‘接收器’附近的过程中,因为可以过滤多余的化学物质,并且按照化学物质分配,所以生物传感器的寿命长,效率也比较高”。 森谷表示,读取动植物的需要和反应,基于生物体内生物纳米机械的自动健康诊断系统,记录再现过去的兴奋与感动的生化状态存储器和与家人和熟人分享兴奋与感动的“心灵相通”等也将成为未来的新用途。分子通信从二零零五年开始作为重要的研究课题在世界广泛涌现。“二零零八年二月,美国nsf(national sciencefoundation:国家科学基金会)为分子通信下拨款”(森谷)。但海外大多开展的是理论研究,“很少有我们这样实际制作系统并进行操作的先例”(森谷)。 早在去年年底举行的ceatec上,nttdocomo发布1款采用阿尔卑斯电气的通信模块手机。该手机具有通过人体进行通信的“人体通信”功能。 nttdocomo试制成功了配备人体通信模块的手机。不管这款手机是装在兜里还是挂在脖子上,只要火影忍者438向通信设备伸1下手,就可以交换数据。以前的“钱包手机”等必须取出手机,把它在通信终端上放1下才行。而此次的手机可以装在兜里,只需火影忍者438把手放在通信终端上方即可。 会场上演示了从手机向没有连线的耳机传送音乐数据的实验。耳机上配备有电极和接收模块,通过人体接受数据并通过扬声器播放。另外,nttdocomo还演示了通过埋在地板下的发送模块,通过人体向手机发送文字数据的用法。“上市日期未定,不过有可能在二零零九年推出产品”(nttdocomo)。试制机由富士通生产。所配备的通信模块由kaisert技术和阿尔卑斯电气开发。此次的通信模块的数据传输速度为四零kbit/秒。 阿尔卑斯电气也在该公司展区演示了使用人体通信模块的音乐传输实验。演示中,设置了连接便携音乐播放器的通信模块和连接扬声器的通信模块,然后分别用手靠近后,就会通过人体传送数据,播放音乐。通信模块的量产“计划在下年度内(截至二零零九年三月)”(阿尔卑斯新业务推进部光&传感器项目技术解说员)。手不必直接接触通信模块,离开数厘米或者隔着手帕等绝缘物,也都可以传送数据。这种通信利用的是“电场方式”——人起着电容器的作用。 通信模块的数据传输速度为四零kbit/秒(发送和接收均可达到此值)。“今后还将根据需要,开发数k~数百kbit/秒的模块”(阿尔卑斯电气事业开发本部 工艺技术开发中心 开发3部第3传感器项目的开发负责人)。耗电量也比蓝牙等低1个数量级。 关于人体通信的应用,主要考虑有如下用途:握手或接近的人所持有的便携终端间相互交换名片信息、文件及照片数据等;手机与耳机间的音频通信;只需伸手就可以检票口以及电子锁的开关等。1对恋人可以手拉手或者靠在1起,共享1部便携音乐播放器,但用各自的耳机听相同的音乐。此外,“将体脂肪计中的数据传到手机上等保健用途,以及基于人体动作的游戏用途等也在考虑之中”(阿尔卑斯电气的技术解说员)。精通人体通信的东京电机大学工学系电子工学专业讲师、横须贺电信研究所(yrp)信息通信技术研修讲师根日屋英(amplet董事长兼社长)指出:“人体通信的方法大体分为电流方式和电场方式两大类,两类的研究都在进行之中。就全球而言,已有用于军事用途的人体通信装置的实例,欧洲也在推进类似的开发,但是民用方面达到实用水平的还很少。对于日本来说,还有领先1步开拓市场的机会。今后,业界应该考虑相关标准的制订问题,以保证与其它短距离无线通信和光通信系统间的兼容性”。(上述内容以日本同行报道整理而成,仅为传播新通信技术动态为目的。)