Antenne cucite sui vestiti: connessi anche in pigiama

La prossima generazione di sistemi di comunicazione potrebbe essere fabbricata con una macchina da cucire. Per rendere i dispositivi di comunicazione più affidabili, infatti, i ricercatori della Ohio State University hanno messo a punto un metodo per integrare le antenne radio direttamente nei vestiti, usando pellicole di plastica e filo metallico.

La ricerca è stata finalizzata all'ambito militare e le nuove antenne offrono un range di frequenza quattro volte più ampio delle soluzioni in dotazione oggi ai soldati statunitensi. Chen Chi-Chih, il professore associato di ingegneria elettrica e informatica presso l'università statale dell'Ohio a capo del progetto, ha spiegato che l'obiettivo della ricerca è quello di "migliorare l'affidabilità delle comunicazioni e la mobilità dei soldati".

Il ricercatore ha precisato che "la stessa tecnologia potrebbe essere impiegata per gli agenti di polizia, i vigili del fuoco e gli astronauti", ossia in generale da "tutti coloro che necessitano di avere entrambe le mani libere per condurre lavori delicati".

Il problema di chi deve spostarsi con dispositivi di connessione è che spesso deve portare con sé anche antenne molto ingombranti e pesanti, che si aggiungono a carichi già onerosi da sostenere. Integrando le antenne nei vestiti il problema è risolto.

In realtà il gruppo di sviluppo non ha inventato una nuova tecnologia, ma si è limitato, se così si può dire, a prendere i frutti di ricerche precedenti e a combinarli in modo inedito, aggiungendo un unico dispositivo di controllo computerizzato che consente alle antenne multiple cucite sul vestiario di lavorare insieme.

Il risultato è un sistema di comunicazione in grado di inviare e ricevere segnali in tutte le direzioni, anche attraverso pareti e all'interno di edifici, senza la necessità per chi lo indossa di portare con sé un'antenna esterna. 

Giovanni Volakis, presidente e direttore del Laboratorio di ElectroScience della Ohio State University, ha spiegato la nuova scoperta facendo un'analogia: "In un certo senso stiamo facendo ciò che è già stato fatto con i telefoni cellulari. Non esistono più telefoni con antenne esterne, perché sono diventate parti integranti del telefono".

L'antenna cucita sul tessuto

L'idea di cucire le antenne negli abiti è stata dettata dal fatto che non è possibile fissarle sul corpo umano, perché quando entrano in contatto con la pelle il corpo tende ad assorbire i segnali radio e forma un corto circuito, com'è accaduto per intenderci con l'antenna gate dell'iPhone 4 (iPhone 4, ecco la tecnica per prenderlo in mano). 

Inoltre, se l'antenna è posizionata in un solo punto e viene coperta, non funziona correttamente. Per rendere l'idea, se l'antenna è posta sulla schiena e vi appoggiate spalle al muro, c'è il rischio che non trasmetta.

Il sistema messo a punto dai ricercatori aggira questi problemi mediante l'impiego di più antenne che lavorano insieme per trasmettere o ricevere un segnale. Il sistema integrato di controllo rileva il movimento del corpo e di conseguenza attiva l'antenna in grado di fornire la migliore trasmissione o ricezione.

Il prototipo che è stato realizzato consiste in un'antenna ottenuta mediante incisioni su sottili strati di rame incollati su una pellicola in plastica chiamata FR-4, che è leggera e flessibile e può essere cucita su un tessuto.

Nello specifico, le antenne così realizzate sono state cucite sui gilet dei soldati in corrispondenza del torace, della schiena e delle spalle. Il computer di controllo consiste in una scatoletta di metallo più piccola di una carta di credito e con uno spessore di 2,5 centimetri circa, da agganciare alla cintura.

I ricercatori al lavoro

I test condotti in laboratorio con i prodotti sperimentali hanno garantito una potenza del segnale decisamente superiore rispetto a quella delle antenne in dotazione ai militari e ha lavorato in tutte le direzioni. Produrre queste antenne costerebbe circa 200 dollari a persona, ma ovviamente se dovesse essere avviata una produzione su larga scala i prezzi scenderebbero notevolmente.

Il prossimo passo che intende fare il professor Chen Chi-Chih con il suo gruppo di ricerca è quello di riuscire a stampare direttamente le antenne sui capi d'abbigliamento, eventualmente ricamandoli con fili metallici. I tentativi sono già in corso, con una classica macchina da cucire e tessuti quali cotone e taffetà.

Secondo Volakis questa tecnologia potrebbe essere adattata al grande pubblico ed essere utile, per esempio, agli anziani o ai disabili, che potrebbero indossare abiti tramite i quali comunicare in caso di emergenza.