Indholdsfortegnelse:
Batterier: Du kan ikke leve med dem, du kan ikke leve uden dem, og jeg reciterer den kliché, fordi jeg ved, at du nikker sammen med mig lige nu. Smartphone-batteripakker er blevet større, så de holder længere, og et flertal er blevet tilført med hurtigopladningsteknologi. Men et dødt batteri er stadig et stort smertepunkt, især da vi er blevet så afhængige af mobile enheder.
Men hvad nu hvis du slet ikke skulle bekymre dig om batteriet? Eller sikre, at det oplades hver nat? Hvad hvis du ikke skulle bekymre dig om at løbe tør for juice midt på dagen? Forskere fra University of Washington arbejder hen imod den virkelighed. De har opdaget en måde at høste strøm til smartphones uden kabler og fysiske batteripakker. I stedet er telefonen kun afhængig af omgivende radiosignaler og lys. Det er nøjagtigt, hvordan det lyder: en batteri-fri smartphone.
Nul strøm krævet
Forsker Shyam Gollakota, lektor ved University of Washington, kaldte den batteriløse mobiltelefon for den "første fungerende mobiltelefon, der bruger næsten nul strøm." Det fungerer ved at drage fordel af de små vibrationer i en telefons mikrofon og højttaler og konvertere disse bevægelser til et analogt radiosignal, der kan kommunikere gennem en cellulær basestation. "Denne proces koder i det væsentlige talemønstre i reflekterede radiosignaler på en måde, der næsten ikke bruger nogen strøm, " forklarer nyhedsmeddelelsen. "For at transmittere tale bruger telefonen vibrationer fra enhedens mikrofon til at kode talemønstre i de reflekterede signaler. For at modtage tale konverterer den kodede radiosignaler til lydvibrationer, der samles op af telefonens højttaler."
Den første fungerende mobiltelefon, der bruger næsten nul strøm.
Enheden kræver i øjeblikket, at du trykker på en knap for at skifte mellem transmission og lytningstilstande, så det er ikke nøjagtigt en touch-and-go-oplevelse som en almindelig smartphone. Men i fremtiden kan teknologien integreres i standard mobilnetværksinfrastruktur og Wi-Fi-routere for at tilbyde batterifri mobiltelefondækning.
Jeg talte med Vamsi Talla, en forskningsassistent om det batteriløse projekt, om den batteriløse mobiltelefon og hvad det kræver for at drive en sådan enhed. "Vores gruppe havde arbejdet med batterifri enheder og kommunikation med lav strøm i de sidste fem år, " sagde Talla. "Dette projekter bygger på nogle teknikker, som vi har udviklet. For eksempel bruger den batterifrie telefon en nul strøm analog backscatter-mikrofon, som jeg udviklede i 2012. Derefter kombinerede vi det med et analogt hovedtelefonsystem og omgivende backscatter-kommunikation."
Talla og forskergruppen, der også består af to kandidatstuderende og to professorer, startede oprindeligt projektet i begyndelsen af 2016. ”Jeg byggede to forskellige hardwareversioner af telefonens prototype, ” sagde han. Den første blev drevet af omgivende RF-signaler transmitteret gennem celletårne. Den anden tilføjede "en lille fotodiode (solcelle) for at høste energi fra omgivende lys i en typisk kontor- eller hjemmemiljø." I situationer, hvor det er RF-ufrugtbart - siger du er i skoven eller midt i intetsteds - høster telefonen lyset omkring dig for strøm.
Den batteriløse telefonprototype består af et antal komponenter, du plejede at købe på en Radio Shack: antenner, en strømhøster til at fange energi fra omgivende RF-signaler og solceller, en mikrofon, der lytter til refleksioner og tilbagespredning til optagelse og transmission af tale, en modtager, et hovedtelefonstik, et digitalt kommunikationssystem, en lille mikrokontroller og et par lysdioder og kapacitive touch-knapper til hjælp til betjening af enheden. Forvent ikke at spille spil på enheden når som helst snart, da der ikke er nok energi, der genereres til at drive den slags ting. "Medmindre vi redesignede den komponent, kan det være svært at drive den kun med RF-bølger, " tilføjede Talla.
Den batteriløse telefonprototype består af et antal komponenter, du plejede at købe på en Radio Shack.
Nuværende telefoner bruger op til ti tusind gange mere strøm end hvad der er tilgængeligt fra omgivelseslys og RF-signaler. Forskningsteamet måtte reducere den krævede kraft til at transmittere og modtage tale til et par mikrobølger. Det var ingen lille bedrift, forklarede Talla. "Mængden af strøm, der kan høstes fra RF-signaler, afhænger af afstanden mellem telefonen og celletårnet. Typisk kan der høstes en til 100 mikrowatt fra omgivende RF-signaler. Vi redesignede den batterifrie telefons arkitektur for at reducere strømmen forbrug ca. 10.000 gange, så det kontinuerligt kan drives fra den lille mængde strøm, der er tilgængelig."
Forskningsteamets næste mål er at forbedre batterifri telefonens driftsområde og sikre, at samtaler er krypteret.
Hvis du gerne vil vide mere om den batteriløse enhjørning, jeg mener, mobiltelefon, kan du læse det fulde forskningsdokument for dig selv, som blev offentliggjort i begyndelsen af juli. Du kan også på Battery Free Phone-projektets officielle side.
