Slovíčko wearables – nositelnosti už možná není tak trendy jako před rokem dvěma, to však ani v nejmenším případě neznamená, že se v této oblasti nic neděje. Děje, jen byla poněkud bláhová představa, že se každý nápad co nevidět přetaví v komerční produkt.
Relevantní komerční scéna s hotovými nositelnostmi se tak i v závěru roku 2016 omezuje prakticky výhradně na sportovní náramky a chytré hodinky.
Jak bezpečně přenášet data mezi nositelnostmi?
A proč se nedaří mnohdy skvělé nápady přetavit v reálný produkt? Protože těch úskalí, se kterými se budou muset inženýři poprat, je ještě stále dost. Jednou z klíčových překážek je samozřejmě energie a tou druhou pak komunikace, protože nositelnost musí být zároveň i součástí internetu věcí.
Prototypovací mikropočítač pro ty nejjednodušší nositelnosti LilyPad Arduino s 8MHz procesorem Atmega
Jenže jak by měla nějaká drobná krabička, která je třeba součástí vašeho oděvu, vlastně komunikovat? Ještě před pár lety se tím nikdo netrápil a i výrobci bezdrátových myší a klávesnic jednoduše použili nešifrovaný bezdrátový přenos na některé z obvyklých frekvencí (433 MHz, 2,4 GHz).
Po hromadě afér, kdy specialisté přišli na to, že mnohé klávesnice lze díky chybám snadno odposlouchávat, se situace postupně mění, nicméně platí, že bezdrátová komunikace bude vždy tím nejsnadnějším cílem, protože je prostě všude okolo nás. Stačí ji jen nahrát a dekódovat.
Co kdyby bylo datovým kabelem přímo lidské tělo?
Jistě by si nikdo nepřál, aby hacker ze sousedního bytu odposlechl třeba Bluetooth komunikaci mezi telefonem a chytrým zámkem dveří a především pak povel k samotnému odemčení vchodu do bytu. Tato myšlenka zaujala i výzkumníky z Washingtonské univerzity, kteří se rozhodli, že pro přenos podobných citlivých informací použijí jiný vodič – nikoliv elektromagnetické vlny v prostoru, ale… Vás samotné.
Současné komerční chytré zámky používají ke komunikaci Bluetooth a aplikaci na chytrém telefonu
Představte si tu vizi. Namísto toho, abyste odemknuli chytrý zámek od bytu bezdrátovým povelem z vašeho telefonu, prostě chytnete za kliku a druhou rukou se dotknete třeba snímače otisku prstu na chytrém telefonu.
Poté dojde k biometrickému ověření totožnosti a telefon vyšle drobný elektrický signál do vašeho těla. Jelikož bude stejně tak vodivá klika, které se budete dotýkat, obvod se uzavře a mikropočítač v zámku bude moci dekódovat jednotlivé pulzy, které poté přeloží a odemkne vám.
On-Body Transmission
Experimentů s přenosem informace skrze lidské tělo tu již bylo mnoho, prototyp On-Body Transmission (PDF) z Washingtonské univerzity se ale liší v jedné malé drobnosti. Nepotřebuje žádný speciální hardware, ale pouze telefon se čtečkou otisku prstu.
Vědci z Washingtonské univerzity použili telefon a jeho čtečku otisků prstů k vyslání elektrických pulzů skrze tělo
Ta zpravidla používá techniku měření kapacitního odporu, kdy zvrásněný povrch prstu vytváří různý elektrický odpor vůči vodivé ploše čtečky, jejíž matice tyto změny zaznamená. Podstatné je ale to, že se tyto drobné elektromagnetické signály ze čtečky šíří do okolí. A co víc, s frekvencí pod 10 MHz se sice špatně šíří vzduchem, což je dobré, zároveň je ale příliš nepohlcují tělní tekutiny.
Kdyby tedy měly telefony API pro ovládání elektrického napětí v senzorech čtečky prstu, šlo by v něm modulovat informaci, která by se pak šířila tělem až k přijímači.
Elektromagnetický signál ze čteček a touchpadů se špatně šíří vzduchem, ale s lidským tělem to není vůbec špatné
Jenže žádné takové API samozřejmě neexistuje, protože žádného výrobce telefonu nebo laptopu se čtečkou pochopitelně nenapadlo, že ji bude jakýsi univerzitní šílenec chtít použít k přenosu dat. A tak na to šli inženýři z Washingtonské univerzity oklikou a signál přes čtečku vysílali jednoduše velmi rychlým softwarovým zapínáním a vypínáním čtečky. Když byla čtečka aktivní a pod napětím, znamenalo to logickou jedničku, a když ne, byla to logická nula.
Síla signálu pro různě umístěné přijímače a zařízení, která vytvářela signál (iPhone a další)
S tímto bizarním přístupem se jim podařilo dosáhnout rychlosti 25-50 bitů za sekundu a sled nul a jedniček úspěšně zachytil přijímač třeba na zápěstí nebo na noze. K přenosu jednoduchého čísla a bitových kódů (kód v podobě řady nul a jedniček) by to stačilo, ovšem přenos třeba sofistikovanějšího 256bitového klíče mezi telefonem a klikou, které se dotýkáte druhou rukou, by zabral i patnáct sekund. A tak dlouho se asi nikomu byt odemykat nechce.
S drobnou úpravu čipu by to mohlo prakticky fungovat
Na stranu druhou, pokud by výrobci čteček otisků prstů zavedli do svých čipů i podporu jednoduché modulace signálu, čili by z ní udělali jednosměrný vysílač, mohl by přenos dosahovat mnohem vyšších rychlosti a mohl by být prakticky použitelný.
Jako přijímač sloužil speciální vodivý náramek
Nejde přitom pouze o odemykání domovních dveří, ale i komunikaci třeba se zdravotnickými implantáty. Jednoduše se dotknete svého telefonu a čip kdesi uvnitř vašeho těla příjme krátkou konfigurační zprávu.
Zatím je však výzkum v naprostých plenkách a i současný experiment spíše ukazuje, že to vůbec jde a že to není úplně marné. Jestli se však čtečky promění i ve vysílače, ukáže až čas, zájem výrobců a hlavně hlad trhu samotného.
