În 1945, o copie de lemn sculptată manual a Marelui Sigiliu al Statelor Unite a fost atârnată în studiul rezidențial al ambasadorului SUA în Uniunea Sovietică. Detaliile erau remarcabile - fiecare pene de pe aripile vulturului delimitate delicat, ciocul curbându-se la fel de bine. Dar acest lucru nu a făcut uimirea piesei.
Continut Asemanator
- De ce operatorii de radio amatori urmăresc uraganul Harvey
- Încărcarea înainte: viitorul bateriilor
- La 10 ani de naștere, iPhone! Deci ce urmeaza?
A fost și o eroare.
Sigiliul a fost prezentat ambasadorului ca un gest pașnic de o delegație a Organizației Tinerilor Pionieri din Uniunea Sovietică. Însă, înfăptuită în lucrarea plină de artă, chiar sub ciocul păsării, era un dispozitiv de ascultare. Nu avea baterie sau electronice active, ceea ce îl face practic nedetectabil. Într-adevăr, nu a fost găsit timp de șapte ani.
Acum, o echipă de cercetători de la Universitatea Washington din Seattle valorifică din nou tehnologie similară pentru o operațiune la fel de uluitoare, dar mai puțin ascunsă: telefoanele mobile fără baterii.
Deși este puțin probabil ca designul să înlocuiască vreodată telefoanele noastre inteligente cu putere, tehnologia are promisiunea de a ajuta într-un efect. „Să zicem că ești blocat undeva și că telefonul tău rămâne fără baterie”, spune Vamsi Talla, care a lucrat la proiect, pe când era asociat de cercetare la Universitatea din Washington. „Încă puteți face un apel 911, care ar putea fi salvator de viață.”
Cu un telefon mobil obișnuit, există două lucruri care consumă multă energie, spune Talla. În primul rând, telefonul trebuie să transforme vocea (un semnal analogic) într-un semnal digital. În al doilea rând, transmite acel semnal sub formă de frecvențe radio către un turn.
Deci echipa a eliminat aceste componente de pe telefonul lor reproiectat. În schimb, au folosit principalii de bază ai tehnologiei din epoca sovietică pentru a reface modul în care funcționează dispozitivul.
În cazul Marelui Grop de Sigiliu, vocile din interiorul încăperii au provocat o vibrație mică, ascunsă în structură, să vibreze și să schimbe rezonanța cavității interne. Pentru a asculta, agenții sovietici dornici de pe stradă ar trebui doar să concentreze frecvența corectă a undelor radio în direcția sigiliului, care a activat o antenă în interiorul erorii. Apoi au putut colecta reflecțiile respinse - cunoscute și sub numele de backscatter.
În cazul telefonului fără baterii, un semnal radio este emis constant de la o stație de bază de la distanță. Când o persoană vorbește în dispozitiv, aceste frecvențe sunt reflectate înapoi la stația de bază. Atunci sarcina stației de bază este să se conecteze la rețeaua celulară și să transmită apelul.
„Nu poți încălca legile fizicii”, spune Talla. „Dacă ceva trebuie să facă multă muncă, atunci are nevoie de multă putere.” Deci, în loc ca telefonul să facă cea mai mare parte a lucrării, stația de bază devine o centrală de comunicare. Telefonul în sine consumă doar câteva microwatturi de energie, care își colectează energia fie din unde radio radio, fie din lumină. Pentru energia solară, dispozitivul folosește un fotodiodă minusculă (1 cm pătrat).
Deocamdată, sistemul este destul de rudimentar - construit complet cu componente în afara raftului. Utilizatorul poartă căști pentru a asculta apelul. Nu are ecran și arată cam ca o placă de calculator cu un bloc de numere sensibil la atingere. Este, de asemenea, mai mult ca un walkie-talkie decât un telefon, spune Talla. „Puteți vorbi sau primi la un moment dat.” Pentru a vorbi, utilizatorul apasă un buton și vorbește în gadget.
Pentru aceste prototipuri timpurii, pentru care cercetătorii au solicitat un brevet, calitatea sunetului nu este excelentă, iar utilizatorul trebuie să se afle la 50 de metri de stația de bază pentru ca telefonul să funcționeze. Deși cercetătorii speră să îmbunătățească raza de acțiune, telefonul este probabil că nu este ceva la care oamenii din locații îndepărtate vor putea apela cu ușurință în cazul în care apar probleme.
„În general, ceea ce fac este foarte interesant și urmăresc un obiectiv pe care toată lumea l-ar iubi și l-ar ucide”, spune David Blaauw, un inginer electric ale cărui cercetări de la Universitatea din Michigan subliniază designul cu putere redusă. „Este o implementare foarte drăguță și este un sistem foarte complet pe care îl demonstrează, dar există unele probleme care par a fi oarecum fundamentale pentru proiectare.”
Pentru unul, spune Blaauw, care nu a fost implicat în cercetare, gama telefonului va fi dificil de extins, deoarece puterea semnalului se degradează puternic odată cu distanța. Iar folosind retrospectiva, semnalul trebuie să călătorească destul de departe. „Semnalul trebuie să meargă de la bazestare la telefonul mobil, apoi să se reflecte pasiv și apoi să călătorească înapoi la stația de bază”, spune el. „De aceea au zeci de metri nu sute de metri sau kilometri, ceea ce obține telefoanele mobile moderne.” De fapt, experții în telecomunicații spun că un telefon mobil modern se poate conecta la un turn la mai mult de 20 de mile distanță.
Cealaltă problemă, spune Blaauw, ar putea fi interferența. Întrucât stația de bază lucrează pentru a detecta mica schimbare a undelor radio reflectate pasiv, mai multe telefoane care funcționează simultan ar putea face o provocare să aleagă semnalul corect în toate zgomotele. Dar Talla spune că lucrează la rezolvarea acestei probleme în prototipurile viitoare, folosind stația de bază pentru prelucrare și filtrare suplimentară.
Echipa își continuă activitatea pe telefonul fără baterii, în cooperare cu Jeeva Wireless, o companie spin-off din cercetarea laboratorului axată pe comercializarea Wi-Fi cu putere ultra-mică. Talla, în prezent CTO din Jeeva, spune că intenționează să încorporeze o cameră pentru imagini și capabilități de text folosind un ecran cu cerneală E - aceeași tehnologie văzută în prezent la Kindle și la alți cititori E. Un alt viitor posibil pentru gadget ar fi încorporarea acestuia într-un telefon inteligent obișnuit, spune Talla. În acest fel, dacă bateria moare, utilizatorul ar putea totuși să efectueze apeluri de urgență. Oricum ar fi, speră să îmbunătățească calitatea apelurilor prin dezvoltarea unui microfon special conceput pentru backscatter.
Potrivit Talla, dispozitivul are un viitor luminos cu tehnologii de nouă generație. „O opțiune de 5G ar face tehnica noastră mai practică”, spune el. Cu 5G, companiile intenționează să mute stațiile de bază celulare mult mai strânse pentru a permite rate mai mari de date. Pentru telefonul mobil fără baterii, trecerea la turnurile celulare mai apropiate ar crește acoperirea, în special în mediile urbane.
Deși ideea este una intrigantă, va trece mult timp până când telefoanele mobile fără baterie vor ajunge pe piață. Deocamdată, cel puțin, va trebui totuși să țineți cablul de încărcare suplimentar la îndemână.
