Хоча ви, можливо, тільки починаєте користуватися перевагами бездротової технології 5G, дослідники у всьому світі вже старанно працюють над майбутнім: 6G. Одним із найбільш перспективних проривів у телекомунікаціях 6G є можливість зв’язку у видимому світлі (VLC), яка схожа на бездротову версію оптоволокна і використовує спалахи світла для передачі інформації.
Тепер група дослідників з Массачусетського університету в Амхерсті оголосила, що вони винайшли недорогий інноваційний спосіб збирання непотрібної енергії VLC з використанням людського тіла як антену. Ця відпрацьована енергія може бути перероблена для живлення безлічі пристроїв, що носяться, або навіть, можливо, більшої електроніки.
“VLC досить простий і цікавий”, – говорить Джі Сюн, професор інформаційних та комп’ютерних наук Університету Массачусетса в Амхерсті та старший автор статті, що описує роботу.
«Замість використання радіосигналів для бездротової передачі інформації, він використовує світло від світлодіодів, які можуть включатися і вимикатися до мільйона разів на секунду».
Почасти привабливість VLC полягає в тому, що інфраструктура вже є скрізь: наші будинки, автомобілі, вуличні ліхтарі та офіси висвітлюються світлодіодними лампочками, які також можуть передавати дані.
“Все, що має камеру, наприклад наші смартфони, планшети або ноутбуки, може бути приймачем”, – говорить Сюн. Раніше Сюн та перший автор Мінхао Цуй, аспірант кафедри інформаційних та комп’ютерних наук Університету Массачусетса в Амхерсті, показали, що в системах VLC відбувається значний «витік» енергії, оскільки світлодіоди також випромінюють «радіочастотні сигнали бічного каналу» або радіохвилі.
Якби цей витік радіочастотної енергії можна було зібрати, то його можна було б використати. Першим завданням команди було розробити антену зі скрученого мідного дроту для збору радіочастотного сигналу, що просочився, що вони й зробили. Але як максимально збільшити збирання енергії?
Команда експериментувала з різними деталями конструкції, від товщини дроту до кількості разів, коли він був скручений, але вони також помітили, що ефективність антени залежить від того, чого торкається антена. Котушку пробували класти на пластик, картон, дерево і сталь, а також торкатися стін різної товщини, включених і вимкнених телефонів і ноутбуків.
І тоді Цуй спала на думку ідея подивитися, що відбувається, коли котушка стикається з людським тілом. Відразу стало очевидно, що людське тіло є найкращим середовищем для посилення здатності котушки збирати витік радіочастотної енергії, до десяти разів більше, ніж одна гола котушка.
Після довгих експериментів команда вигадала «Браслет+», просту спіраль з мідного дроту, яку носять як браслет на верхній частині передпліччя. Незважаючи на те, що дизайн можна адаптувати для носіння як кільце, ремінь, ножний браслет або намисто, здається, що браслет пропонує правильний баланс збору енергії та зручності носіння.
“Дизайн дешевий – менш ніж п’ятдесят центів”, – зазначають автори, чия стаття отримала престижну нагороду за найкращий папір на конференції Асоціації обчислювальної техніки з мережевих сенсорних систем, що вбудовуються. “Але браслет+ може досягати мікроват, що достатньо для підтримки багатьох датчиків, таких як датчики моніторингу здоров’я на тілі, яким потрібно мало енергії для роботи через їх низьку частоту дискретизації й тривалий режим сну”.
“Зрештою, – каже Сюн, – ми хочемо мати можливість збирати непотрібну енергію з усіх видів джерел, щоб живити технології майбутнього”.