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Pour permettre à des terminaux de communiquer au travers du corps humain, des ingénieurs américains ont inventé un système de communication sans fil utilisant des champs magnétiques très faibles circulant dans le corps. Le système pourrait bien remplacer le Bluetooth (1).

 

Les individus qui portent des gadgets connectés sur leur corps pourraient ainsi devenir eux-mêmes des réseaux à part entière.

Une équipe,dirigée par le professeur Patrick Mercier du Department of Electrical and Computer Engineering de l'Université de San Diego, a découvert un moyen d'utiliser le corps en tant que support pour la transmission de données, utilisant les champs magnétiques et montre une dispersion et un affaiblissement de signal 10 millions de fois plus faible que ce qui se passe avec le Bluetooth.

Les réseaux magnétiques pourraient donc être bien plus efficaces, permettant aux terminaux d'avoir moins de difficulté à communiquer, d'abaisser leur consommation énergétique et d'avoir des batteries plus petites.

Ce système fonctionne comme le NFC, avec des gammes de fréquence très faibles comprises entre 10 et 30Mhz, capable de transporter des données à 1 Mbit/s ce qui suffit pour des terminaux dédiés tel que des capteurs.

 

Ceci doit permettre à des accessoires et vêtements connectés (wearables) de communiquer au travers d'un corps humain plutôt que dans son environnement.

Ces travaux qui ne sont d’ailleurs pas sans renvoyer au projet un peu fou des entreprises installées dans l'immeuble Epicenter en Suède (2)  dont certains salariés se sont fait greffer des puces RFID sous la peau.

L’idée de transformer le corps humain en réseau informatique pour connecter deux appareils électroniques n’est pas nouvelle mais elle n’avait suscité jusqu’à présent que peu d’intérêt.

Mais, à l’heure des vêtements intelligents et des accessoires connectés, cette solution pourrait offrir de nombreux avantages par rapport à la technologie sans fil Bluetooth (2), qui est aujourd’hui la plus répandue.

C’est ce que pensent les ingénieurs de l'UC San Diego, en mettant  au point un système de communication sans fil qui envoie des champs magnétiques à très basse puissance à travers le corps humain.

Il s’agit pour le moment d’un prototype qui se présente sous la forme de bracelets faits d’un fil de cuivre recouvert d’une gaine PVC avec, à l’une des extrémités  un récepteur-analyseur.

Le bracelet s’enroule en spirale autour d’un bras, d’une jambe ou de la tête. Il fait office d’inducteur et le corps sert de guide à ces champs magnétiques.

Des tests ont permis de faire circuler un signal entre deux bracelets d’un bras à un autre, d’un bras vers la tête et d’un bras vers la jambe.

Grâce à ce procédé basé sur la résonance magnétique, il serait possible de faire communiquer entre eux des capteurs de signes vitaux, des bracelets d’activité, des montres connectées, etc., de façon plus sûre et moins énergivore qu’avec une connexion Bluetooth.

En effet, les ondes radio ont beaucoup de difficultés à traverser le corps humain.

Par conséquent, le signal Bluetooth doit être amplifié, ce qui entraîne une consommation d’énergie plus importante d’où la nécessité d’intégrer une batterie volumineuse dont l’autonomie est par ailleurs limitée.

 

Cet ingénieur de l’université de Californie à San Diego porte deux prototypes de bracelets conçus à partir d’un fil de cuivre enrobé de PVC. Pour fonctionner, la bobine  doit être enroulée autour d’un membre afin que les champs magnétiques puissent se propager

Un rayonnement nettement inférieur à celui du Bluetooth

« A l’avenir, les gens vont porter de plus en plus d’appareils électroniques tels que des montres connectées, des bracelets d’activité ou des capteurs de santé. Tous ces terminaux vont devoir échanger des informations entre eux » indique le professeur Patrick Mercier, qui codirige le Center for Wearable Sensors de l’université.

« Actuellement, ces appareils transmettent l’information par liaison radio Bluetooth, qui utilise beaucoup d’énergie pour communiquer. Nous essayons de trouver de nouvelles façons de communiquer l’information autour du corps humain qui consomme beaucoup moins d’énergie. »

Les résultats de ces travaux ont été récemment présentés lors de la conférence Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE).

Selon les données fournies par les chercheurs de l’UC San Diego, leur système de transmission par champ magnétique à travers le corps humain afficherait un taux de perte de trajet « dix millions de fois plus bas que ceux associés aux ondes radio Bluetooth ».

Des accessoires électroniques présentant une meilleure autonomie.

Cette fiabilité ouvre des perspectives  pour la conception d’une électronique embarquée moins énergivore et au final à des accessoires électroniques portables dotés d’une meilleure autonomie.

Cette technique aurait aussi l’avantage de réduire considérablement l’exposition aux ondes radio.

«La puissance de transmission des signaux magnétiques envoyés à travers le corps devrait être nettement inférieure à celle de l’IRM et des implants sans fil », assurent les ingénieurs du « Center for Wearable Sensors ».

Un niveau de sécurité supérieur :

C’est l’autre atout de ce réseau de communication sans fil corporel, son niveau de sécurité, nettement supérieur à celui du Bluetooth.

Les ondes radio circulent en effet à l’air libre et sont susceptibles d’être interceptées.

Avec ce système, la transmission est contenue dans le corps et les chercheurs ont constaté que la puissance du signal qui en émane baisse de façon drastique, au point qu’il serait impossible de transmettre des informations d’une personne à une autre.

Les limites du procédé :

L’équipe de l’UC San Diego admet que l’invention présente une limite importante.

Pour se propager, les champs magnétiques ont besoin d’une géométrie circulaire et le système ne peut fonctionner qu’avec des objets communicants qui s’enroulent autour d’une partie du corps, comme une montre, un bracelet, une ceinture ou un bandeau.

Cela exclut donc les implants et les capteurs de signes vitaux sous forme de timbre épidermique.

Concernant la dangerosité de ce système utilisant le corps comme conducteur de données, les chercheurs estiment qu'elle est sans danger les champs magnétiques utilisés étant très faibles, bien plus faibles que ceux utilisés par des machines à imagerie par résonnance magnétique ou même l'effet magnétique de la Terre sur le corps.

(1)           Rappel : Bluetooth est un standard de communication permettant l'échange bidirectionnel de données à très courte distance et utilisant des ondes radio UHF.

Son objectif est de simplifier les connexions entre les appareils électroniques en supprimant des liaisons filaires : par exemple les câbles entre ordinateurs, tablettes, téléphones mobiles entre eux ou avec des imprimantes, scanneurs, claviers, souris, manettes de jeu vidéo, téléphones portables, PDA, systèmes et kits mains libres micro et/ou écouteurs, autoradios, appareils photo numériques, lecteurs de code-barres et bornes publicitaires interactives.

Les premiers appareils utilisant la version 4.0 de cette norme sont apparus début 2010.

(2)         Voir :

Sécurité et contrôle d’accès : Des puces RFID en implant dans la paume de salariés d’une entreprise suédoise. Les implants « intelligents »: des risques de « dérives » ? - News - publié le 11/02/2015 Un immeuble de bureaux  high-tech suédois a proposé aux salariés des entreprises locataires de se faire implanter des puces RFID pour passer les portillons de sécurité, utiliser les photocopieurs …et même payer leurs consommations à la cafétéria.