Он также содержит устройство слежения, чтобы постоянно следить за тем, где находится гражданин.

GPS использует частоты около 1,2-1,5 ГГц. В соответствии с этим вы теряете 4 дБ/см в радиочастотной мощности при прохождении через людей/мясо, поэтому ваша антенна не должна быть закопана слишком глубоко. На самом деле, было бы лучше, если бы он был прямо под кожей.

Таким образом, лучшим местом для приема GPS будет верхняя часть черепа. Извини Уилл, если ты его туда положишь, то сигнала не будет... 1,5 ГГц через тело не пройдет, будет поглощено.

Очевидным противодействием этому является ношение шапочки из фольги, как все уже знают.

Другие места будут на плечах, например.

Теперь у вашего трекера есть несколько проблем, потому что прием GPS ненадежен: он плохо работает в помещении, вообще не работает в туннелях и особенно в секретных подземных бункерах повстанцев, которые вы хотите найти.

Таким образом, «потеря сигнала» будет происходить часто, в основном каждый раз, когда ваши безликие миньоны заходят на подземную автостоянку или даже в помещение.

Таким образом, вы не можете провести различие между «потеря сигнала по юридическим причинам» и «кто-то надел шапочку из фольги, пошлите группы спецназа», что делает ваш трекер менее полезным.

Кроме того, если вы не хотите устанавливать самонастраивающиеся спутниковые тарелки у всех на голове, приемная антенна будет крошечной, возможно, как в смартфоне. Если вы не выведете на орбиту совершенно новую группу спутников с гораздо более высокой мощностью радиочастотной передачи, чем у нынешних спутников GPS, эта крошечная антенна означает, что отношение принимаемого сигнала к шуму очень плохое, и поэтому чипу GPS потребуется как минимум несколько секунд. усреднения, чтобы получить правильное определение местоположения.

Ограничения для этого связаны с количеством мощности, принимаемой антенной определенного размера, по сравнению с окружающим шумом, и никакая космическая магия не даст вам лучшего времени для исправления, если только передатчики не станут намного мощнее.

Мы делаем это из соображений стоимости: мощные радиопередатчики требуют энергии, а значит, большие солнечные панели, которые тяжелые, для запуска которых в космос требуются более крупные ракеты, что стоит денег. Может быть, не возражаете, как только вы захватите мир, но имейте это в виду.

Таким образом, с текущими уровнями мощности GPS RF вам потребуется некоторое время включать GPS-приемник, прежде чем получить исправление. Это означает, что он будет использовать больше энергии, чем вы думаете. Взгляните сюда , он будет потреблять 60 мВт в течение нескольких секунд во время сбора данных.

Кроме того, для захвата требуется гораздо более высокий уровень сигнала, чем для отслеживания, он вообще не будет работать в помещении, в то время как отслеживание может работать, если «пользователь» находится близко к окну.

В таблице данных, на которую я ссылаюсь, услужливо описаны функции регистрации модулей и способы экономии энергии в приложении регистрации данных, но если вы хотите вести регистрацию в реальном времени, среднее значение менее 15 мВт не подойдет.

И вам нужна регистрация в режиме реального времени, по крайней мере, каждые несколько секунд, если вы хотите знать, где находится вход в секретное убежище повстанцев!

Это энергопотребление является проблемой. Ваши шансы исправить это с помощью технологии космической магии невелики, потому что базовая схема должна включать несколько радиочастотных цепей, которые являются аналоговыми и включают некоторые жесткие компромиссы в области шума и потребляемой мощности. Даже если он намного ниже, скажем, 2 мВт, вам все равно нужно достаточно часто передавать, что исключает тепловой генератор, как сказано в других ответах.

Однако вы всегда можете использовать космическую батарею, чтобы запитать ее, или графеновый суперконденсатор, что угодно.

Итак, мой ответ на ваш вопрос:

Каждый из ваших миньонов должен перезаряжать свой имплантат каждые два дня. По этому случаю, разумеется, также будут проведены плановые обыски и допросы. Не забывайте всегда быть добрым к своему политруку. Они здесь, чтобы помочь!

Шокировать пользователя, когда имплантат перестает работать или его удаляют, кажется невыполнимым. Гораздо лучше было бы выпустить химическое вещество, если имплант неисправен или пользователь «забывает» явиться в ближайший офис Министерства Правды для перезарядки. Эффекты указанных химических веществ зависят от вас, от придания коже пользователей флуоресцентного зеленого свечения (которое их арестовывает) до вызывания у них болезни. Здесь много сюжетных кроликов.

Использование тепловой энергии для выработки электроэнергии — это вещь, но вам нужна разница температур , чтобы это работало. Ваше имплантированное устройство, скорее всего, будет практически однородным по температуре, а это означает, что оно не сможет генерировать энергию таким образом.

Даже если у вас есть небольшой температурный градиент, вы не сможете многого от него добиться. Предел Карно устанавливает максимально возможную мощность тепловой энергии, протекающей по градиенту, умноженной на эффективность, определяемую выражением

$$\eta = \frac{T_\text{high} - T_\text{low}}{T_\text{high}}$$ (с температурой, выраженной в абсолютной шкале, где ноль является абсолютным нулем). При небольшом тепловом градиенте, доступном встроенному устройству, как исходный поток, так и эффективность будут очень малы, поэтому доступная мощность равна нулю.

Краткий ответ: нет.

Если вы хотите манипулировать биологией в надежде изменить ответ, вы должны отметить, что вы ограничиваете часть анатомии, где эта штука будет работать, частью с крутым температурным градиентом.

---

Гораздо более длинный ответ

Давайте сделаем оценку того, сколько энергии будет доступно на самом деле.

Предположения:

• Рабочая зона$1\,\mathrm{cm^2}$.

• Толщина$1\,\mathrm{mm}$. Мы могли бы сделать устройство тоньше, но тогда оно не сможет использовать всю доступную разницу температур.

• Мы размещаем зону выработки энергии между мышцами и верхней частью дермы/нижней частью эпидермиса (что дает нам довольно постоянную температуру в диапазоне внешних условий: не хочу быть во власти погоды для этой штуки). чтобы продолжать работать ) И мы сделаем вид, что получили полную номинальную разницу температуры ядра и температуры кожи:$34$–$37^\circ\mathrm{C}$.

  Это более чем оптимистично (тем более, что устройство такое тонкое, как я предложил сделать), но давайте так.

• Совершенная эффективность Карно. (Обратите внимание, что это действительно большой запрос: текущая ведущая твердотельная технология для этого получает около 1/6 теоретического максимума.)

• Выбор теплопроводности является сложной частью. Более высокое значение приводит к большему тепловому потоку, если область источника может быть пополнена, а отработанное тепло отведено достаточно быстро; в противном случае разница температур падает по мере того, как горячий конец охлаждается или холодный конец нагревается (или и то, и другое). Поэтому мы используем значение, близкое к значению плоти:$k = 0.5 \,\mathrm{W/(m \cdot K)}$.

Тогда доступная тепловая мощность

$$\begin{align*} P_{th} &= k A \frac{\Delta T}{\Delta x}\\ &= \left(0.5\,\mathrm{\frac{W}{m \cdot K}}\right) (10^{-4}\,\mathrm{m^2}) \left( \frac{3\,\mathrm{K}}{10^{-3}\,\mathrm{m}}\right)\\ &\approx 0.15\,\mathrm{W} = 150\,\mathrm{mW}\;. \end{align*}$$ Это довольно мало, но если мы предполагаем большой технологический прогресс, это не может быть катастрофическим. В конце концов, 3G-телефон может передавать всего около $750\,\mathrm{mW}$.

Но теперь давайте посмотрим на эту эффективность Карно (напомним, что здесь мы должны использовать абсолютные единицы):

$$\begin{align} \eta &= \frac{(310\,\mathrm{K}) - (307\,\mathrm{K})}{310\,\mathrm{K}} \\ &= \frac{3}{310} \\ &\approx 0.01 \;. \end{align}$$ Таким образом, фактическая мощность, доступная в нашей весьма оптимистичной модели, составляет около $1.5\,\mathrm{mW}$.

Это ужасно мало для чего-то, что должно следить за владельцем, и мы сделали много очень оптимистичных предположений, чтобы получить такое высокое значение. Представьте, что произойдет, если мы позволим этой разнице температур хотя бы немного уменьшиться. Или мы должны сделать его толще, чтобы получить доступ к полной разнице температур. Или мы можем пройти только половину пути от того места, где мы сейчас находимся, до теоретического наилучшего КПД.

Может ли устройство, зависящее от тепловой энергии тела, позволить этому устройству выполнять все функции, упомянутые выше?

Ну, я думаю, ты в порядке, пока это не начинает шокировать человека. Тепловая энергия, производимая человеческим телом, не является огромным источником энергии, но это то, что исследуется сегодня. Например, доктор Дэвид Кэрролл из Университета Уэйк Форест опубликовал исследование на эту тему. Я не уверен, как ваше устройство наберет эту мощность. Наличие только небольшой области, запястья, для работы ограничивает количество тепла, которое оно может поглотить, и это ограничивает мощность, которую оно получает.

Однако ничто не говорит о том, что сила исходит только из одного источника. Я хотел бы предложить некоторые другие возможности.

Во-первых, используйте кинетическую силу. При ходьбе большинство людей будут размахивать руками, противодействуя движению ног . Пусть ваше устройство включает в себя немного оборудования, похожего на встряхивающий фонарик , и простое движение качающейся руки может дать некоторую мощность. Встряхивающий свет — это просто пример. Лучшим примером, указанным в комментариях Джо Блоггса, являются часы, работающие от движений тела, или кинетические часы . Ваше устройство, скорее всего, будет иметь более совершенный генератор, он может не производить огромного количества энергии, но это поможет.

Затем используйте силу текущей крови. Ваше устройство «имеет механические корни», и почему эти корни не контролируют кровоток? И пока вы там, почему бы не использовать кровоток? Исследователи в Люцерне, Швейцария, делают это сегодня. Как и другие, это не будет производить много энергии, но опять же, каждый бит помогает.

Наконец, смотрим на современные технологии для вдохновения. У нас есть коврики , на которые вы можете положить свой телефон, и он зарядит аккумулятор. Вы могли бы расширить эту идею и дать ей диапазон больше, чем контакт. Энергия могла транслироваться, передаваться прямо на устройство. Это может быть даже основным методом зарядки внутренних батарей, тогда как все остальные обеспечивают резервное/дополнительное питание.

Нет.

Для тепловой энергии вам нужен холодный термостат, куда уходит тепло. От 37 ° C до 25 ° C окружающей среды вы, возможно, можете получить пару мВт, используя пластину Зеебека (ячейка Пельтье в обратном порядке), не более; если вы не установите радиатор на спине каждого.

Сила

Гораздо более перспективным источником энергии является кровь. По сути, вы отводите небольшое количество крови через топливный элемент , где бедная кислородом среда побуждает гемоглобин выделять кислород. Сжигание этого кислорода вместе с глюкозой крови дает энергию, воду и CO ₂ ; кровь будет рьяно избавляться от двух последних.

Сколько энергии вы можете поглотить: вы наверняка сможете поглотить столько же энергии, сколько группа мышц среднего размера. Таким кровь уже поставляет сахар и кислород. Эффектом будет несколько повышенный основной обмен. Организму требуется около 25 малых калорий (0,0231 ккал) в секунду, что соответствует примерно 100 Вт.

Samsung S8 работает не менее 24 часов с батареей емкостью 13,48 Втч, поэтому в среднем 0,56 Вт достаточно для его работы; косвенное увеличение метаболизма на 0,5% из-за увеличения потребления даже не будет регистрироваться.

Конечно, имплант может стать проблемой у людей с сосудистыми проблемами, но устройство с тепловым питанием также будет бессистемно работать у людей с низким метаболизмом или живущих в очень теплом климате, где разница температур меньше.

Расположение

Поиск устройства через GPS не кажется мне очень хорошей идеей. Доступ к сигналу GPS плохой, и вам в любом случае нужно повторно передавать местоположение на центральные серверы. Итак, учитывая, что вам нужно подключение для передачи данных, почему бы просто не триангулировать его? Включите очень высокоточный таймер в наземных станциях. Когда они получают сигнал от чипа, они отмечают время прихода, и, сравнивая время прихода между собой, три или более ячеек смогут точно определить сам чип.

Я считаю, что это можно сделать сегодня , чтобы точно определить местонахождение телефона, независимо от того, активен его GPS или нет.

Цели

Тот же самый механизм, который обеспечивает питание, может быть с небольшими изменениями настроен для обнаружения любого из множества химических веществ, маркеров и антигенов.

На самом деле речь идет о программируемой матрице углеродных нанотрубок, способной проводить практически любые химические тесты на наличие и титрование веществ в растворе.

Так что ваш гаджет мог бы точно следить за состоянием здоровья и предупреждать, если, например, на его радаре резко выскакивают раковые антигены. Конечно, он может также передавать данные о гормонах, алкоголе, нейротрансмиттерах и т. д. и обнаруживать опьянение, употребление психоактивных веществ, возбуждение, страх, ярость и т. д.

Размещение

По логистическим причинам он, вероятно, был бы имплантирован ближе к центру, чем запястье (меньше шансов несчастных случаев и никаких проблем с ампутированными конечностями), и он был бы полностью внутри тела. Возможно, он мог быть расположен сзади или частично внутри мечевидного отростка , с топливным элементом рядом с чревной артерией.

Поскольку он там, было бы относительно просто подключить его к центральной нервной системе. Как скажет вам любой дантист, очень слабый ток в правом нерве может вызвать ощущение, что половина вашего тела горит, что делает его очень эффективной системой защиты от несанкционированного доступа.

Для любого устройства с тепловым питанием вам нужен как горячий источник, так и холодный приемник.

Что-то встроенное в тело будет иметь только температуру тела. Поскольку у вас также есть внешний компонент, возможно, можно использовать внутреннюю и внешнюю разницу температур в качестве источника питания. Это будет работать лучше всего, когда температура снаружи прохладная, но будет бесполезно, когда температура снаружи такая же, как температура тела.

Таким образом, он никогда не может быть надежным источником питания, но, возможно, будет полезен внутренний накопитель энергии.

Типичные внешние температуры, предпочитаемые людьми, несколько прохладнее по сравнению с температурой тела, но незначительно. Таким образом, термоэлектрический генератор будет иметь довольно ограниченную эффективность, но это наиболее вероятная форма генератора для предлагаемого вами использования. Для чего-то порядка предлагаемого устройства усреднение мощности в 1 милливатт было бы очень сложной задачей, если вообще возможно. Температура внешнего шипа будет близка к температуре тела, потому что количество тепла, которое он может отдать в окружающую среду, весьма ограничено.

Любое устройство, встроенное в тело, а также доступное извне, представляет собой реальную проблему из-за заражения и требует тщательного и регулярного обслуживания. Так что это непрактично, если только это не единственная разумная форма работы такого устройства.

Гораздо более практичная схема заключается в том, чтобы устройство питалось от внешнего электромагнитного поля, когда это необходимо, точно так же, как пассивный RFID-чип. Учитывая, что вам нужна круглосуточная работа, это будет необходимо только для резервного питания внутри устройства и зарядки ночью, как ваш мобильный телефон. Низкая резервная мощность может просто вызвать предупреждение, которое вы должны исправить, чтобы соответствовать государственным постановлениям.

---

Один биоисточник, о котором я никогда не слышал, чтобы кто-то использовал (на ум приходят этические соображения, а установка была бы более сложной, чем у большинства потенциальных источников), — это установка небольшой ветряной турбины, возможно, ниже трахеи. Дыхание потребляет около 1 ватта энергии, поэтому откачать несколько милливатт должно быть сравнительно легко, что делает этот источник высокой мощности. Поскольку это ниже пищевода, у вас не будет проблем с закупоркой, связанных с потреблением пищи и напитков.

Да. Но не в запястье.

Как уже отмечалось, для питания устройства теплом необходимы горячая и холодная стороны. К счастью, у половины человечества есть место в теле, где поддерживается более низкая температура, чем в остальной части тела: яички.

https://blogs.scientificamerican.com/bering-in-mind/why-do-human-testicles-hang-like-that/

К счастью, человеческая мошонка не просто висит там, удерживая наши яички и вырабатывая нашу сперму, они также «активно» используют некоторые интересные тактики терморегуляции для защиты и продвижения генетических интересов мужчин. Я помещаю «активно» в устрашающие кавычки, потому что, хотя было бы довольно странно приписывать сознание человеческой мошонке, яички непреднамеренно реагируют на рефлекторные действия кремастерной мышцы. Эта мышца служит для втягивания яичек, чтобы они подтягивались ближе к телу, когда становится слишком холодно (вспомните холодный душ), а также для их расслабления, когда становится слишком жарко. Это движение вверх и вниз происходит от момента к моменту, поэтому мужские тела постоянно оптимизируют климат половых желез для сперматогенеза и хранения спермы.

Вместо запястья ваше общество будущего могло бы имплантировать свои устройства в место в непосредственной близости от яичек, чтобы облегчить их использование (или использование мошонки) для отвода тепла. Пока создаваемые температуры не слишком радикальны, мошонка будет просто использовать свои обычные методы, чтобы сохранять содержимое прохладным, когда оно горячее.

---

Что касается перспектив отслеживания женщин (у которых обычно нет мошонки), это становится более сложным. Я заметил, что все женщины, которых я наблюдал, дышат непрерывно, при этом воздух (почти всегда ниже температуры тела), проходя через ряд проходов на пути к легким. Некоторые из этих проходов согревают воздух; проходы носа имеют именно эту функцию. Теплообменник, расположенный в носовой части — возможно, полая трубка, пропускающая воздух, — может охлаждаться этим проходящим воздухом и, таким образом, обеспечивать перепад температур, необходимый для питания вашего устройства.

В зависимости от того, насколько вездесущи трекеры, вам не нужно много энергии. Пассивные RFID работают на расстоянии пары метров, поэтому наличие детекторов, встроенных в фонарные столбы, торговые автоматы, стоп-сигналы, входы в общественные здания, будет очень часто ловить большинство людей.

Класс активных/пассивных RFID использует батарею для передачи, но отвечает только при проверке связи. Тепловое устройство, которое генерирует 1 мВт, но заряжает конденсатор, позволяет использовать импульсную мощность намного выше.

Активное отслеживание на дальнем расстоянии (устройство передает данные через регулярные промежутки времени) требует большей мощности, а для того, которое отправляет фактическое местоположение, также требуется GPS, что очень энергоемко. (Есть причина, по которой ваш телефон быстро разряжается при использовании функции сопоставления.)

Но почему термальный? Тупая сила: поместите его в ногу, и он заставит его генерировать пьезоэлектрическую энергию при каждом ударе. Вставьте в зуб. Прикрепите к двум частям тела, которые движутся мимо друг друга. Сухожилие в сухожильном влагалище. Установка более сложная. Более простой встроен в мышцу и генерирует энергию каждый раз, когда мышца сокращается и сжимает устройство.

Самый простой способ — пассивный RFID. Отправьте им сигнал микроволн, и они используют мощность микроволн, чтобы отправить обратно несколько байтов информации. Вы устанавливаете RFID-считыватели в подъездах общественных зданий, транспортных узлов.

Вы можете поместить несколько RFID на одно и то же устройство. Некоторые из них можно прочитать только с расстояния в пару сантиметров. Некоторые из них можно прочитать с расстояния в сто футов или около того.

https://en.wikipedia.org/wiki/Радиочастотная_идентификация

В вашем обществе могут быть многоуровневые теги. Все получают пассивную метку вскоре после рождения. Это будет продаваться массам как способ предотвращения похищения и поиска потерянных детей. В качестве удостоверения личности он подтверждает, кем вы себя называете.

Если у вас возникнут проблемы с законом, то у вас есть пассивно-активный трекер. Его можно обнаружить издалека. Если вы преступник, у вас может быть полностью активный трекер, похожий на используемые браслеты.

Обратите внимание, что подделать RFID довольно легко. Если я черный шляпник, если я оборачиваю часть своего тела, на которой есть бирка, куском металла, то сигнал в основном блокируется. Если я сделаю дубликат метки, которую сообщник перемещает вместе с ним, то я могу установить в системе алиби на то, что он находится где-то еще. Если я сделаю тысячу копий своей бирки и приклею их на одежду людей, то я буду везде одновременно.

Обладая большей мощностью, вы можете преодолеть эти ограничения. Каждое устройство (теперь должно быть нечто большее, чем RFID...) имеет пару открытого и закрытого ключей. Закрытый ключ жестко зашит в чип. Открытый ключ и личность хранятся у правительства. При пинге номер id возвращается в чистом виде, несколько байтов случайного шума, номер id и текущее время кодируются трекером с помощью закрытого ключа. Это сообщение принимается. Если наблюдатели не беспокоятся об этом человеке, зашифрованная часть игнорируется. Если они заинтересованы в вас, или если это транзакция, то ваш идентификационный номер используется для получения вашего открытого ключа, он используется для расшифровки остальной части сообщения, и он должен быть близок к текущему времени.

Обратите внимание, что вы также можете использовать индукционное зарядное устройство. Если устройство находится у вас на кончике пальца, то каждый раз, когда вы идентифицируете себя для транзакции, аккумулятор вашего устройства заряжается. Если вы несколько дней или недель ничего не покупаете, вас заметят.

Это становится обычным устройством для доступа к компьютеру. Для замков. Если читалки/зарядки дешевые, то их используют везде.

Игнорируя часть вопроса о мощности от тепла, на которую уже есть довольно хороший ответ, я подумал, что было бы интересно проверить на практике некоторые аспекты этой идеи.

Правительство создало идентификационные чипы, предназначенные для биологических имплантаций собственным гражданам. Чтобы обеспечить дополнительную «безопасность», а также действовать как единая учетная запись для банковских операций, подачи заявок на работу, управления учетными записями и т. д.

... главное, что такой чип мог бы сделать, - это обеспечить функциональность «идентификации». Хотя ваш вопрос подразумевает, что вы больше думаете об «удостоверении личности», личность, особенно с онлайн-компонентом, намного больше. Как и в ответе Джастина, чип RFID или NFC, подобный тем, которые используются для домашних животных, отвечает всем требованиям, но я бы добавил одну дополнительную функциональность — сделать ее смарт-картой , способной подписывать документы и обеспечивать онлайн-аутентификацию.
Неясно, означает ли «единая банковская учетная запись» «только один банковский счет», что имеет смысл только в том случае, если у вас (фактически) есть один банк.

Основная часть чипа прикреплена к запястью и хорошо видна по торчащему из кожи металлическому шестиграннику.

Вы же не хотите, чтобы имплантат проткнул кожу. Во-первых, это может привести к тому, что он зацепится за что-то и случайно оторвется (что может быть сюжетной точкой, но вызовет некоторые острые вопросы, если у вас есть функция защиты от несанкционированного доступа). В любом случае, если тело не вытолкнуло его самостоятельно в тот момент. Это также отличный способ вызвать инфекцию. Вы хотите, чтобы имплантат был полностью под кожей. Однако в зависимости от того, насколько он велик (текущие размером с рисовое зерно), он может быть виден сквозь кожу.

Хотя внутри чип имеет механические корни, предназначенные для отслеживания всех действий человека. [Например, бег, сон, плавание и т. д.]

Мониторинг активности в некоторой степени выполним. Обратите внимание, что вы, возможно, не сможете определить, какая активность происходит, а только уровень активности (скажем, плаваю ли я, просто пиная ногами).

Он также содержит устройство слежения, чтобы постоянно следить за тем, где находится гражданин.

Это сложнее, чем кажется. Основной проблемой является энергопотребление (которое в основном охвачено другими ответами), но основной проблемой является передача . Например, GPS на моем телефоне приносит мне пользу только потому, что я могу смотреть на него напрямую; любой другой, кто хочет отслеживать мое местоположение, должен добавить передатчик, который они могут подобрать. Вряд ли вы сможете определить местонахождение гражданина со спутника, но RFID-чипы можно считывать на расстоянии — до 100 метров, в зависимости от типа. Теоретически можно было бы заменить камеры на углах считывателями RFID (возможная сюжетная идея — «невидимые» люди без чипов). Обратите внимание, что чрезвычайно малый радиус действия (~ 4 см) NFC считается функцией безопасности, поэтому лучше всего использовать какое-то гибридное устройство.

Если гражданин схватит нож, порежет кожу и попытается вытащить чип, чип может ощутить удар по всему телу.

Так обыденно. Зачем бить электрошокером своего гражданина, который отнимает много сил?
Здесь есть несколько вещей. Во-первых, особенно если устройство находится под кожей, мало кто захочет резать себя, тем более, что это больно. И в зависимости от того, где он окажется в руке, им, возможно, придется беспокоиться о необратимом увечье. Но что бы я сделал, если технология позволяет, так это подключил бы его к их нервной системе - если бы они попытались его удалить, просто стимулировал бы нервы.

Технологии для сбора данных в значительной степени существуют уже сегодня. После того, как вы уберете батарею смартфона, сенсорный экран и чехол, останется немногое. Однако ваше основное энергопотребление будет связано с онлайн-отслеживанием в реальном времени. Я предполагаю, что для этого потребуется какая-то форма электромагнитной передачи, которая очень энергоемка.

Идентификация может осуществляться с помощью RFID- меток, которые вообще не требуют внутреннего питания. Питание поступает от внешнего считывателя. Если вам нужно только локальное считывание данных с монитора, питание для дампа данных может поступать от самого считывателя, используя зарядку RF во время считывания.

Шокирующая часть может быть обработана литий-ионным аккумулятором большой емкости, который разряжается полностью сразу. Аккумулятор можно использовать ТОЛЬКО для этой цели, поэтому он не будет разряжаться до тех пор, пока он не понадобится. Требовать от граждан ежегодного «медицинского осмотра», который также гарантирует, что эта батарея будет заряжена. Вмешательство в него, конечно, было бы равносильно вмешательству в ЛЮБУЮ литий-ионную батарею - немедленное короткое замыкание и очень высокая температура возгорания.

Таким образом, ваши основные заботы — это беспроводная связь для отслеживания и питание для сбора данных. Для этого вам понадобится больше, чем просто локализованный источник питания. Я бы предложил либо искусственный фотосинтез , биологически имплантированный в каждого человека, солнечные батареи, имплантированные в голову (головной убор не допускается), либо какую-то форму теплового генератора.

Лучшим источником тепловой энергии будут нанотермогенераторы, которые выстилают полость носа и используют разницу температур между внутренней температурой тела (37 градусов Цельсия) и температурой окружающего воздуха, поступающего в нос (в зависимости от местных условий в вашей стране). , в среднем 25 градусов Цельсия) при разнице температур в 12 градусов Цельсия. Поскольку тело делает все возможное, чтобы НАГРЕВАТЬ входящий воздух, это, пожалуй, лучший способ для тела поддерживать градиент температуры. Тем не менее, я думаю, вам будет трудно получить достаточно энергии для питания сотового сигнала Потребление энергии в телефонах Android при использовании технологий беспроводной связи

В [6] Balasubramanian et al. показал, что для передачи данных 50 КБ при использовании 3G требуется 12,5 Дж, а при использовании WiFi такая же передача данных потребляет 7,6 Дж энергии

Страница 4

В теле есть все виды источников энергии, отличная статья в Ars Technica , опубликованная несколько лет назад, освещала несколько основных претендентов согласно современной науке того времени: нановатт от электрического потенциала в ушах, микроватт от кинетической энергии. , 40 микроватт от биоэлемента, использующего собственную глюкозу крови, в то время как пот и слезы также имеют некоторый потенциал.

Может ли устройство делать все, что вы хотите? Конечно, в зависимости от реализации. В зависимости от сложности имплантата может потребоваться гораздо более инвазивная имплантация для контроля всех действий. Вычислительная мощность и/или мощность передачи, необходимые для отслеживания, могут быть сведены к минимуму за счет наличия вместо этого разветвленной сети приемников.

Однако причина не делать этого проста: есть лучшие альтернативы. Желание нанести удар требует накопленной энергии для быстрого выброса мощности, а не полагаться на большое количество непрерывной энергии, поэтому для ваших устройств было бы разумно иметь батарею, и это имеет смысл и для других задач. Даже батареи ближайшего будущего могут быть довольно компактными и способными к высокоскоростной зарядке, поэтому, вероятно, лучше всего иметь в импланте долговременную батарею, которая дискретно заряжается с помощью различных технологий (в основном это беспроводная зарядка). Если заряд батареи падает ниже определенного минимума, отправьте агентов, чтобы в подходящее время приложить зарядное устройство к ничего не подозревающему гражданину, если вы еще не проводите «проверки» имплантата на регулярной основе.

Затем аккумулятор действует как буфер для той же проблемы: если он не заряжен, может ли он использовать тепло тела в качестве резервного? Конечно, но не для непрерывной работы, если требуются мощные функции, такие как передача точного местоположения в глуши. В этот момент устройство может отключиться и накопить заряд для всплесков непрерывной работы или действовать более ограниченным образом, регулярно отправляя «пинги», такую ​​функцию можно даже выбрать удаленно.