加州理工科研課題

智能穿戴對人體的負面影響及其評估

課題簡介

電磁學（Electromagnetism）是研究電磁力（電荷粒子之間的一種物理性相互作用） 的物理學分支。電磁力通常表現為電磁場，如電場、磁場和光。電磁力是自然界中四種基本相互作用之一。 電學與磁學領域密切相關。電磁學可廣義地包含電學和磁學，但狹義來說是探討電與磁彼此之間相互關系的一門學科。

射頻識別（Radio Frequency Identification or RFID）是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。無線電的信號是通過調成無線電頻率的電磁場，把數據從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。

智能穿戴已經走入了我們的生活，例如人們平時戴的iwatch。智能穿戴的發展離不開傳感器和通信技術的進步，其中一個關鍵的環節就是將從人體收集的信息實時傳送到信息記錄設備。然而，隨著可穿戴設備的增多，設備收集和發送的信息越多，人體本身勢必會受到多方面的影響。

本課題中，我們從射頻設備對人體的輻射著手，研究可穿戴設備的給身體帶來的負面效應并給出評估。

科研方法

計算機仿真模擬

計算機仿真模擬是一種運用計算機軟件建立抽象模型、模擬真實條件并進行分析的技術。與傳統的實驗相比，計算機模擬技術通過數學建模，解放了普通實驗對于器材的苛刻要求，具有可多次進行、反復試錯的優點。同時，由于計算機模擬技術黑箱化了復雜的理論推導與數據計算，能夠以直觀的方式呈現研究的成果，對于初次涉獵科學研究的高中生而言，也更為簡單易學、容易上手。

例如：在設計外太空的衛星軌道時，受制于客觀條件，科研工作者無法在地球上重現外太空的環境，因此，只能借助計算機強大的運算能力，對外太空的情況和衛星的軌道進行模擬、反復實驗，并基于模擬實驗的結果，完成科學的軌道設計。

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授課導師

1、加州理工大學博士
2、研究方向：電子工程、光學；
3、多次以第一作者身份在Optics Express等重要期刊上發表學術論文。

課題要求

本課題適合： 9-12 年級學生，有較強的邏輯思維和抽象思維能力：

英文：
1、具備基本的學術英語閱讀能力；
2、接觸過英文寫作，有論文寫作經驗者更佳；

 

數學：
1、微積分基礎知識；
2、最優化基礎知識；
3、數值分析基礎知識；

 

計算機：
1、計算機建模；
2、計算機模擬；

物理學：
1、計算機建模；
2、計算機模擬；

工程：
1、機械工程；
2、電子工程。