Ученые покоряют разлитую в пространстве энергию

Учеными из Вашингтонского университета сделан значительный прорыв в области вторичного использования рассеянных в пространстве сигналов. Они создали новую беспроводную систему связи, позволяющую устройствам обмениваться данными. От всех существующих ее отличает то, что для питания энергией ей не нужны ни провод, ни аккумуляторная батарея. Новая коммуникационная технология получила название «ambient backscatter», что можно примерно перевести как «использующая рассеянные сигналы». В пространстве в достаточном количестве рассеяны сигналы телевизионных и сотовых систем. Два устройства могут обмениваться друг с другом информацией, отражая уже существующие сигналы. Пока одни ученые думают над совершенствованием батареи, другие занимаются тем, чтобы вовсе без нее обойтись. Чьи разработки быстрее станут повседневной реальностью?

Телевизионные сигналы в роли «вторсырья»

Учеными были созданы маленькие девайсы без батарей, но с антеннами, которые умеют находить и отражать ТВ-сигналы. А они, в свою очередь, могут приниматься другими подобными устройствами.

На основе этой технологии можно создать сеть устройств и сенсоров, которым не требуется ни источник питания, ни внимание человека. Ведущий исследователь ассоциированный профессор Шийам Голлакотота (Shyam Gollakota) отметил:

Мы нашли дополнительное применение беспроводным сигналам, которые уже и так окружают нас. Они станут использоваться и в качестве источника питания и в роли средства коммуникаций. Надеемся, что это найдет применение в целом ряде областей, в числе которых мобильные устройства, "умные" дома и самоподдерживающиеся сенсорные сети.

Предварительные результаты исследования были обнародованы на конференции Communication 2013, которая началась 13 августа 2013 года в Гонконге.

Сенсоры могут быть вмонтированы практически в любой материал. К примеру, сенсоры, интегрированные в структуру моста могут контролировать состояние бетона и стали, из которых он сделан. Данная технология может также использоваться для общения: электронной переписки и текстовых сообщений. В такого рода общении для современного человека нет ничего нового. Напомним только, что это не потребует никакого источника питания, кроме рассеянных в окружающей среде сигналов.

Тестирование устройств на базе новой технологии

Ученые протестировали новую технологию на прототипах устройств, размером с платежную карточку. Устройства были расположены на расстоянии «нескольких футов друг от друга». Каждое устройство оснащено антенной и печатными платами, а также светодиодом, который светится во время приема сигнала от второго устройства.

Наборы устройств тестировались в жилых помещениях, на улицах и на верхнем ярусе подземной парковки. Расстояние от телевизионной вышки колебалось от ~800 метров до ~10 километров 460 метров.

Было обнаружено, что устройства могут обмениваться друг с другом информацией даже на значительном расстоянии от телевизионной вышки со скоростью 1 килобит в секунду. Расстояние между устройствами: 75 сантиметров на открытом воздухе и 45 сантиметров в помещении. Этого достаточно, чтобы находящимся рядом друг с другом людям обменяться текстовыми сообщениями.

Возможно также оснащение телефонов такими устройствами. Это позволит обмениваться текстовыми сообщениями даже в том случае, когда батарея телефона уже села. Для производства батарей разрабатываются новые материалы.

Промышленность задумывается над тем, что электричество следует принести даже туда, где его еще нет. Все это уже не ново. Но идея использовать телевизионные сигналы для коммуникаций весьма оригинальна.