Az első mobiltelefon akkumulátor nélkül

A telefon csak környezeti energiát használ a küldéshez és a fogadáshoz

Az új telefon prototípusa: elem vagy elem nélkül beszélhet vele. © Washingtoni Egyetem
felolvasta

Izgalmas találmány: A kutatók először dolgoztak ki mobiltelefonot akkumulátor vagy akkumulátor nélkül. Mivel a telefonnak csak néhány mikromóta teljesítményre van szüksége, csak a környezetének rádiójeleiből vagy egy kis napelemből szerezheti meg. Ez a szélsőséges megtakarítás azért lehetséges, mert a telefon a meglévő rádióhullámokon "háton" küldi hangjeleit. Ennek a rendszernek a alapja a módosított WLAN útválasztók, de a mobil rádióantennák is.

Ki nem ismeri a problémát: Ha elfelejtette feltölteni a telefont, vagy ha a kézibeszélőt nem helyezte megfelelő módon az alapra, akkor ennyi. Az akkumulátor lemerült, és a hívások először lemerülnek. És még útközben is a legnagyobb probléma általában a kérdés: hol töltheti újra telefonját időben? De ez a aggodalom felesleges lehet a nem túl távoli jövőben.

A telefonnak szinte nincs áram

A seattle-i washingtoni egyetem kutatói most már olyan telefont terveztek, amely belső áramforrás nélkül működik. Hiányosan keres egy töltőkábelt. "Valószínűleg felépítettük az első működő mobiltelefont, amelyhez szinte nincs szükség áramra" - mondja Shyam Gollakota a csapat tagja. Telefonhívás közben az új telefon csak néhány mikrosejt energiát fogyaszt.

Ennek elérése érdekében a tudósok megfordították a közönséges telefonok működési elvét. Mint elmagyarázza, a telefonálás leginkább energiaigényes lépése általában az analóg hangjelek átalakítása digitális adatokké. Ezért a hagyományos technológia nem képes elhagyni a belső áramforrást.

Jelzések utazás "háton"

Az új prototípussal ellentétben: Olyan technikát használ, amelyet a kutatók már alkalmaztak poszterek „éneklésére” és pólók beszédére. Egy kis antenna felveszi a telefon hangszórójának vagy a mikrofonnak a rezgését. Ezeket a jeleket azonban most már nem konvertálják mobil rádióhullákká és nem továbbítják. kijelző

Ehelyett a mobiltelefon "elkapja" egy közeli bázisállomás, egy konfigurált vezeték nélküli útválasztó vagy akár megfelelően frissített mobilantennák rádiójeleit, és visszateszi őket. Ebben a hátsó nézetben lenyomja a mikrofonról érkező beszédinformáció jeleit.

Hogyan működik a telefon akkumulátor nélkül © Paul G. Allen School

Villamos energia a környezetből

Mivel a telefon csak passzív módon használja a már meglévő rádióhullámokat, ennek az információnak a "háton" küldése kevés energiát igényel. Elegendő a 3, 5 mikróta energiaköltség. Hasonló elv szerint a kutatócsoport már kifejlesztett egy rendkívül energiahatékony WLAN-t. Első alkalommal vezetik be a passzív jelátvitel elvét a telefonon.

Az a kis energia, amelyre az új telefonnak szüksége van, akár közvetlenül a környező rádióhullámokból, akár egy kis napelemből. Például egy rizsmagméretű napelem elegendő ahhoz, hogy a telefon kommunikálhasson egy 15 méterre lévő bázisállomással - jelentették a kutatók. Ha csak a bázisállomás rádiójeleit használja, akkor kb. Tíz méterre mehet tőle.

A prototípus bizonyítja a megvalósíthatóságot

Milyen jól működik, az első tesztek egy prototípussal bizonyítják. Ez egy egyszerű, mindenhol elérhető elektronikus alkatrészből áll, amelyek egy áramköri lapra vannak felszerelve. A bázisállomás rádióhullámok adó és vevőjeként szolgál, miközben a Skype-on futnak. Most megkapja a visszaverődő hullámok által kódolt beszédjeleket, Skype-be továbbítja őket, és lehetséges a normál VOIP-hívás, ahogy a kutatók bizonyítják.

A meglévő infrastruktúrát úgy lehetne adaptálni, hogy a jövőben minden telefon akkumulátor nélkül működjön. Stone Mark Stone / Washingtoni Egyetem

"Ez a megvalósíthatósági bizonyítás már izgalmas" - mondta Joshua Smith a csapatvezető. Bár a prototípus még mindig meglehetősen egyszerű, és a beszéd és a hallgatás közötti váltáshoz meg kell nyomnia a készülék gombját. Ezenkívül speciálisan adaptált bázisállomásra van szüksége a telefonáláshoz, és a hatótávolság korlátozott. A kutatók azonban már dolgoznak telefonjaik tartományának növelésén és a jelek titkosításán. Ezenkívül a jövőben lehetséges lesz az e-ink technológián alapuló optikai kijelző és a video stream is.

Hamarosan mindenhol akkumulátor nélküli telefonál?

"Hisszük, hogy ez a technológia jelentősen befolyásolja a jövő mindennapi készülékeit" - mondja Smith. Így a szükséges technológiát a jövőben be lehet építeni az összes mobil rádióadóba vagy WLAN útválasztóba. "Elképzelhető, hogy a jövőben minden mobil árboc és útválasztó beépíti ezt a technológiát. És ha minden házban van Wi-Fi útválasztó, akkor mindenhol akkumulátor nélküli mobiltelefon-lefedettség lenne "- mondja Vamsi Talla csapattag. (ACM folyóirat az interaktív, mobil, hordható és mindenütt jelenlévő technológiákról, 2017; doi: 10.1145 / 3090090)

(Washingtoni Egyetem, 2017.07.10. - NPO)