Устройства, которые могут установить беспроводное соединение даже без встроенного аккумулятора, обеспечивают соединение со всеми вычислительными ресурсами, которые у вас есть. Новый тип беспроводного устройства посылает и принимает данные без аккумулятора или любого другого обычного источника питания. Вместо этого, устройство заряжается от радиоволн, исходящих от телевизора, радио или Wi-Fi.
Новые устройства подключаются к телесигналам и не требуют дополнительного источника питания
Эти (на первый взгляд абсолютно нереальные) устройства могут привести к открытию множества новых способов применения вычислительной техники, от более налаженных бесконтактных платежей до повсеместного распространения небольших дешёвых датчиков.
«Беспроводная связь всегда шла в связке с устройствами, генерирующими радиочастотные сигналы , говорит Шьям Голлакота (Shyam Gollakota), один из исследователей Университета штата Вашингтон, руководитель проекта. – И так много радиосигналов существует вокруг вас – ТВ, Wi-Fi и сотовые сети. Почему бы не использовать их?»
Голлакота вместе с коллегами создал несколько прототипов для проверки идеи использования окружающих радиоволн для обмена данными. В одном из тестов два устройства размером с кредитную карту (хотя и с относительно громоздкими антеннами) были использованы, чтобы продемонстрировать новые формы технологии оплаты. Нажатие кнопки на одной карте вызвало подключение и передачу виртуальных денег на аналогичную карту, и всё это происходило без аккумулятора и без внешнего источника питания.
«В ходе этой демонстрации, светодиоды, сенсоры, микроконтроллеры и беспроводная связь всё работало с помощью внешних сигналов ТВ», – рассказывает Голлакота.
Устройства обмениваются данными в зависимости от того, сколько они отразили (это действие известно как обратное рассеивание) и приняли ТВ сигналов. Каждое устройство имеет простую дипольную антенну, разделённую на две половинки, похожие на “кроличьи уши” воздушной антенны. Две половинки связаны транзистором, который может переключаться между двумя состояниями. Он либо соединяет половинки, чтобы они могли работать вместе и активно поглощать внешние сигналы; либо разделяет их, чтобы они рассеивали, а не поглощали сигналы.
Устройства, находящиеся близко друг к другу, могут определить, поглощает или рассеивает сигнал другое устройство. «Если устройство поблизости поглощает сигналы более активно, у другого будет снижаться к ним [сигналам] чувствительность, и наоборот», говорит Голлакота. Устройство кодирует данные, переключаясь между поглощающим и не поглощающим состояниями, для создания двоичных сигналов.
Устройство получает энергию для запуска электронной схемы и встроенного программного обеспечения от небольшого энергетического потока, проходящего всякий раз, когда его антенна настроена на поглощение радиоволн.
В ходе испытаний устройства смогли передавать данные со скоростью 1 Кб/с. Эта скорость достаточна для обмена информацией, считываемой с датчиков и необходимой для идентификации устройства. Пока что самое большое расстояние, на котором устройства могут обмениваться данными, составляет около 2,5 метров, но учёные смогут увеличить дистанцию до целых 6 метров с помощью некоторых относительно простых усовершенствований. Антенны также можно будет уменьшить.
Голлакота говорит, что устройства могут быть запрограммированы для совместной работы в сети, где данные передаются от устройства к устройству через большие расстояния, и в конечном итоге идут в Интернет. Учёный планирует претворить в жизнь план, когда любой человек сможет находить потерянные вещи, которые являются частью этой беспроводной сети, такие как, например, ключи. «Эти устройства могут сообщаться друг с другом и знают, где что найти», говорит он.
Исследователи провели тест: они поместили ярлыки на коробках с хлопьями, выстроенные на полке, как в магазине или на складе. Каждый ярлык обменивался данными с другим, ближайшим по расположению. Каждый из них проверял, находился ли другой ярлык в нужном месте, а если его не было, то на устройстве моргал светодиод.