تحقق انتقال انرژی از طریق هوا در سال ۲۰۱۶

دستگاه های اینترنتی که انرژی آنها از طریق وای فای و سیگنال های دیگر ارتباطی تامین می شود باعث خواهند شد تا استفاده از کامپیوترهای کوچک و حسگرها در سال های آینده فراگیرتر شوند.

گویا آی تی – حتی کوچک ترین دستگاه های متصل به اینترنت نیز معمولاً به یک باتری یا سیم برق نیاز دارند. اما دیگر این گونه نخواهد بود. فناوری جدیدی که دستگاه ها را قادر می کند تا فقط با انرژی جمع آوری شده از امواج تلویزیون، رادیو، گوشی تلفن یا امواج وای فای پیرامون خود کار کرده و ارتباط برقرار کنند، به سمت تجاری سازی پیش می رود. پژوهشگران دانشگاه واشینگتن می گویند که موفق شده اند تا انرژی مورد نیاز حسگرهای حرارتی و حرکتی متصل به اینترنت و حتی یک دوربین را با استفاده از این روش تامین کنند.

انتقال نیرو به صورت بی سیم روش جدیدی نیست. اما ایجاد ارتباط یک دستگاه بدون یک منبع نیروی رایج کار دشواری است زیرا ایجاد امواج رادیویی بسیار انرژی بر است و امواج هوایی جمع آوری شده از تلویزیون، رادیو و فناوری های ارتباطی دیگر انرژی اندکی دارند.
شیامناس گولاکوتا و همکارش جاشوآ اسمیت با استفاده از قاعده ای به نام پراکندگی بازگشتی اثبات کرده اند که امواج ضعیف رادیویی می توانند تمام نیازهای یک دستگاه متصل به اینترنت را فرآهم کنند. یکی از دستگاه های آنها به جای تولید امواج اصلی، امواج رادیویی ورودی را به طور انتخابی انعکاس می دهد تا یک موج جدید تولید کند، که این کار تا حدودی شبیه ارسال پیام درخواست کمک یک کوهنورد آسیب دیده از طریق نور خورشید و یک آینه است. دستگاهی که از این تکنیک استفاده می کند از موجی که آن را تغییر می دهد مقداری انرژی جذب می کند تا از آن برای تامین انرژی مدارهای خود استفاده کند.

گولاکوتا می گوید، “ما می توانیم به طور رایگان ارتباط داشته باشیم.” تراشه های RFID در کارت های هوشمند بدون تماس فیزیکی مورد استفاده در حمل و نقل عمومی نیز بر پراکنش بازگشتی متکی هستند، اما آنها به دستگاه های خواننده ویژه ای نیاز دارند و فقط می توانند در مسافت چند اینچ ارتباط برقرار کنند زیرا امواج انعکاس یافته ضعیف هستند و خود دستگاه خواننده اختلال ایجاد می کند.

یک نسخه از این فناوری دانشگاه واشنگتن، با عنوان وای فای غیر فعال، از طریق شرکت چند قسمتی Jeeva Wireless در تجاری سازی شده است. این فناوری به دستگاه های بدون باتری اجازه می دهد با دستگاه های رایج مانند کامپیوترها و گوشی های هوشمند از طریق پراکنش بازگشتی امواج وای فای ارتباط برقرار کنند. در آزمایش های انجام شده، نمونه اولیه دستگاه های وای فای غیر فعال، داده ها را تا فاصله ۳۰ متری ارسال کرده و حتی از بین دیوارها نیز ارتباط برقرار کردند. انجام این کار نیازمند تغییر دادن نرم افزار نقطه دسترسی وای فای برای ایجاد یک موج اضافی برای استفاده دستگاه های وای فای غیر فعال است، به طوری که اندکی مصرف انرژی آن را افزایش می دهد.

اسمیت می گوید که وای فای غیر فعال فقط یک ده هزارم انرژی تراشه های وای فای موجود را مصرف می کند. آن همچنین یک هزارم انرژی استانداردهای ارتباطی Bluetooth LE و ZigBee مورد استفاده توسط برخی از دستگاه های کوچک متصل به اینترنت را استفاده می کند و دامنه گسترده تری دارد. دستگاهی که از وای فای غیر فعال برای ارتباط استفاده می کند – برای مثال، یک دوربین امنیتی – می تواند نیروی مدارهای دیگر خود را با استفاده از انرژی جمع آوری شده از پراکنش امواج وای فای یا از طریق تغذیه از امواج دیگر مانند امواج تلویزیون و رادیو تامین کند.

پژوهشگران عقیده دارند که ساخت دستگاه های کوچک وای فای غیر فعال می تواند بسیار ارزان تمام شود، شاید کمتر از یک دلار. در خانه های هوشمند آینده، دوربین های امنیتی، حسگرهای حرارتی و آژیرهای دود هرگز به تعویض باتری نیاز نخواهند داشت.