• wearable
• implantable device
• metasurface
• conformal
• metasuperficie
• conforme
• disallineamento
• indossabile
• dispositivi impiantabili
• wireless power transfer
• misalignment

Il Wireless Power Transfer basato sull’accoppiamento induttivo è una tecnica ampiamente utilizzata per il trasferimento di energia a dispositivi biomedicali impiantabili. Essa consente di evitare l’utilizzo di cavi fisici, causa di danni ai tessuti, e batterie non ricaricabili, per le quali sono necessari interventi per la sostituzione. Le tecniche attuali, tuttavia, presentano ancora problemi: una rapida diminuzione dell’efficienza può essere causata dall’aumentare della distanza tra driver e ricevitore o dal disallineamento tra gli stessi. Questa tesi sviluppa dei modelli analitici per progettare metasuperfici magnetiche conformi, adattabili quindi all’anatomia di interesse, per migliorare le prestazioni dei sistemi WPT in termini sia di efficienza che di robustezza al disallineamento. In particolare, viene dimostrata, analiticamente, la possibilità di ottenere una risposta omogenea in metasuperfici costituite da un numero elevato di celle elementari, riducendo notevolmente il costo computazionale delle simulazioni numeriche.

Inductive coupling Wireless Power Transfer is a widely diffused technology to enable energy delivering to implantable medical devices. By adopting a WPT system, it is possible to avoid physical cables, which may cause tissue damage, and non-rechargeable batteries, which require surgery in order to be replaced. However, recent techniques still present some issues; in particular, low efficiency can be caused both by the increasing distance and misalignment between driver and receiver. This thesis develops analytical models to design conformal magnetic metasurfaces (i.e. suitable for a specific anatomy), able to improve WPT performances in terms of efficiency and misalignment robustness. Furthermore, the possibility to obtain a homogeneous response in magnetic metasurfaces consisting of a large number of unit-cells, via the analytical method, is demonstrated, thus reducing the computational cost of numerical simulations.