Gadget mobili che si connettono al Wi-Fi senza batteria

Una nuova generazione di dispositivi wireless mobili non dispone di una batteria o di un altro accumulo di energia, ma può comunque inviare dati tramite Wi-Fi. Questi gadget prototipo, sviluppati dai ricercatori dell'Università di Washington, ottengono tutta la potenza di cui hanno bisogno utilizzando Wi-Fi, TV, radio e segnali cellulari che sono già nell'aria.

Potenza dell'aria: Questa antenna raccoglie i segnali da TV, radio e trasmissioni cellulari in modo che i piccoli dispositivi Wi-Fi possano cavarsela senza batterie.

La tecnologia potrebbe consentire agli ingegneri di estendere i tentacoli di Internet e dei computer in angoli del mondo che attualmente non raggiungono. I dispositivi senza batteria in grado di comunicare potrebbero rendere molto più economico e facile l'implementazione di sensori all'interno delle case per controllare il riscaldamento e altri servizi.

I termostati intelligenti oggi sul mercato, come il Nest, sono limitati dal fatto che possono rilevare la temperatura solo nella loro posizione immediata. Mettere sensori a basso costo, compatibili con Wi-Fi e senza batteria dietro divani e armadietti potrebbe fornire i dati dettagliati necessari per rendere tali termostati più efficaci. Potresti gettare queste cose dove vuoi e non doverci mai più pensare, dice Shyam Gollakota , un assistente professore presso l'Università di Washington che ha lavorato su il progetto .

I dispositivi Wi-Fi senza batteria sono un aggiornamento di un design che lo stesso gruppo ha dimostrato l'anno scorso: quei dispositivi potevano parlare solo con altri dispositivi come loro (vedi Dispositivi collegati con segnali TV presi in prestito e Non necessitano di alimentazione). Sono state costruite versioni in grado di alimentare LED, rilevatori di movimento, accelerometri e pulsanti sensibili al tocco.

L'aggiunta di funzionalità Wi-Fi rende i dispositivi più pratici. Gollakota spera di fondare una società per commercializzare la tecnologia, che dovrebbe essere applicabile anche ad altri protocolli wireless, come Zigbee o Bluetooth, utilizzati in dispositivi compatti senza accesso a fonti di alimentazione cablate, afferma. Un paper sui nuovi dispositivi sarà presentato al ACM Sigcom conferenza a Chicago in agosto.

Gli ingegneri hanno lavorato per decenni sui modi per generare energia raccogliendo segnali radio dall'aria, una risorsa onnipresente grazie a radio, TV e trasmettitori di rete cellulare. Ma sebbene in questo modo sia possibile raccogliere abbastanza energia per far funzionare circuiti a bassa potenza, la potenza richiesta per trasmettere attivamente i dati è significativamente più alta. La raccolta delle onde radio ambientali può accumularsi nell'ordine di decine di microwatt di potenza. Ma l'invio di dati tramite Wi-Fi richiede almeno decine di migliaia di volte più potenza, nella migliore delle ipotesi centinaia di milliwatt e in genere circa un watt di potenza, afferma Gollakota.

I ricercatori di Washington hanno aggirato questa sfida trovando un modo per far comunicare i dispositivi senza dover trasmettere attivamente. I loro dispositivi inviano messaggi disperdendo segnali da altre fonti: riciclano le onde radio esistenti invece di spendere energia per generarne di proprie.

Per inviare dati a uno smartphone, ad esempio, uno dei nuovi prototipi commuta la sua antenna avanti e indietro tra le modalità che assorbono e riflettono il segnale da un router Wi-Fi vicino. Il software installato sul telefono gli consente di leggere quel segnale osservando la forza mutevole del segnale che rileva dallo stesso router mentre il dispositivo senza batteria ne assorbe parte.

I dispositivi Wi-Fi senza batteria non possono raccogliere energia sufficiente per ricevere e decodificare i segnali Wi-Fi in modo convenzionale. Ma possono rilevare la presenza delle singole unità, o pacchetti, che compongono una trasmissione Wi-Fi. Per inviare dati al dispositivo senza batteria, un dispositivo Wi-Fi convenzionale invia una serie specifica di pacchetti che consente al dispositivo ricevente di sapere che dovrebbe ascoltare una trasmissione. I dati vengono quindi codificati in un flusso di ulteriori pacchetti con lacune intervallate tra di loro. Ogni pacchetto segnala un 1 e ogni gap uno 0 del messaggio digitale.

Ranveer Chandra , ricercatore senior in mobile computing presso Microsoft Research, afferma che la tecnologia potrebbe aiutare ad accelerare i sogni di poter distribuire dispositivi economici e collegati in rete che hanno tardato ad arrivare. Data la prevalenza del Wi-Fi, questo fornisce un ottimo modo per far comunicare i dispositivi Internet delle cose a bassa potenza con un'ampia fascia di dispositivi intorno a noi, afferma. I tag RFID, anch'essi privi di batterie, sono la tecnologia più vicina in uso oggi, afferma Chandra. Ma possono comunicare solo con dispositivi di lettura specializzati, dice. L'approccio di Washington si adatta meglio alle infrastrutture esistenti.

Tuttavia, l'aumento della portata del sistema sarà importante affinché sia ​​ampiamente utile, osserva Chandra. Il prossimo articolo sulla tecnologia riporta una gamma di soli 65 centimetri, che copre a malapena un tavolino, per non parlare di una singola stanza in una casa. Gollakota afferma che in esperimenti recenti, ancora inediti, la portata è stata estesa a poco più di due metri e dovrebbero essere possibili 10 metri e oltre.

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