Nuevas antenas más eficientes para sensores corporales


Investigadores del Instituto ITEAM de la Universidad Politécnica de Valencia han desarrollado una nueva antena de altas prestaciones para su aplicación en las llamadas “On-body Applications” o redes inalámbricas de área corporal. Se trata de una antena multimodo para redes de sensores que opera bajo el estándar Zigbee y que podría utilizarse, por ejemplo, en sistemas de monitorización de signos vitales para usuarios especializados, como bomberos y otro personal de emergencias; en sistemas de seguridad personal y monitorización médica, para medir la frecuencia cardiaca, la temperatura, la resistividad de la piel, etc.; y en aplicaciones para el ocio y el deporte.




 

Nuevas antenas más eficientes para sensores corporales

 “Las redes de área corporal se implementan situando directamente sobre el cuerpo humano, o cerca de él, un conjunto de transmisores que permiten la interconexión entre varios dispositivos, que pueden ser sensores, una pequeña pantalla, un teclado, un teléfono móvil, o un sistema de almacenamiento de datos”, explica Marta Cabedo, investigadora del ITEAM.

 

La antena diseñada por los investigadores valencianos, que incorpora un comportamiento MIMO (Multi Input-Multi Output) y cuatro puertos, mejora sensiblemente la capacidad de transmisión y eficiencia de las que se están utilizando actualmente. Gracias al empleo combinado de diversidad de polarización y diversidad de diagrama permite minimizar el efecto de desvanecimiento que sufren las señales de baja potencia que se propagan por el cuerpo humano, así como incrementar la capacidad de transmisión de los sistemas Zigbee.

 

Siguiendo con las estrategias que se están empleando actualmente, los investigadores de la Politécnica de Valencia trabajan en implementar esta nueva antena empleando substratos textiles y materiales electrotextiles, de forma que puedan ser integradas en prendas de vestir.

 

Marta Cabedo explica que los sensores son dispositivos electrónicos específicos y de bajo consumo energético, que no disponen de capacidad de procesado, por lo que deben transmitir los datos que han obtenido a otro dispositivo, que también se encontrará sobre el cuerpo o en un entorno próximo a él. Este dispositivo puede ser un pequeño ordenador con la capacidad de procesado y almacenamiento necesaria para realizar un diagnóstico, o un teléfono móvil  capaz  de transmitir la información médica a un centro de monitorización remoto. “El poder realizar la comunicación entre el sensor y el dispositivo de monitorización de forma inalámbrica permite la eliminación de cables sobre el cuerpo del paciente y contribuye a mejorar significativamente la calidad de vida del mismo”, destaca Marta Cabedo.

 

Igualmente, Cabedo señala que dada la proximidad de las antenas con el cuerpo humano, en las redes de área corporal inalámbricas la potencia transmitida debe ser extremadamente baja, por tanto, la denominada Tasa de Absorción Específica (SAR, en sus siglas en inglés) es un factor crítico, “que hemos tenido muy en cuenta a la hora de diseñar nuestro prototipo de antena”.

 

Los resultados de los investigadores del ITEAM han sido publicados recientemente por la revista internacional Radioengineering, que recoge mensualmente los últimos avances relacionados con comunicaciones inalámbricas.