AMHERST, Massachusetts – Aj keď možno ešte len začínate využívať výhody bezdrôtovej technológie 5G, výskumníci na celom svete už usilovne pracujú na budúcnosti: 6G. Jedným z najsľubnejších objavov v 6G telekomunikáciách je možnosť komunikácie pomocou viditeľného svetla (VLC), ktorá je ako bezdrôtová verzia vláknovej optiky, ktorá na prenos informácií využíva záblesky svetla. Teraz tím výskumníkov z University of Massachusetts Amherst oznámil, že vynašiel lacný, inovatívny spôsob zberu odpadovej energie z VLC pomocou ľudského tela ako antény. Táto odpadová energia môže byť recyklovaná na napájanie celého radu nositeľných zariadení alebo možno aj väčšej elektroniky.
„VLC je celkom jednoduché a zaujímavé,“ hovorí Jie Xiong, profesor informácií a počítačových vied na UMass Amherst a hlavný autor článku. „Namiesto použitia rádiových signálov na bezdrôtové odosielanie informácií využíva svetlo z LED diód, ktoré sa môžu zapínať a vypínať až miliónkrát za sekundu.“ Súčasťou príťažlivosti VLC je, že infraštruktúra je už všade – naše domy, vozidlá, pouličné osvetlenie a kancelárie sú osvetlené LED žiarovkami, ktoré môžu tiež prenášať dáta. „Prijímačom môže byť čokoľvek s fotoaparátom, ako sú naše smartfóny, tablety alebo notebooky,“ hovorí Xiong.
Predtým Xiong a prvý autor Minhao Cui, postgraduálny študent informačných a počítačových vied na UMass Amherst, ukázali, že v systémoch VLC existuje významný „únik“ energie, pretože LED diódy tiež vyžarujú „RF signály bočného kanála“ alebo rádiové vlny. Ak by sa táto uniknutá RF energia dala zozbierať, potom by sa dala použiť.
Prvou úlohou tímu bolo navrhnúť anténu zo stočeného medeného drôtu na zber uniknutých RF, čo sa im aj podarilo. Ako však maximalizovať zber energie?
Tím experimentoval so všetkými druhmi konštrukčných detailov, od hrúbky drôtu až po počet zvinutí, ale tiež si všimli, že účinnosť antény sa líšila podľa toho, čoho sa anténa dotkla. Skúšali položiť cievku na plast, lepenku, drevo a oceľ, ako aj dotknúť sa stien rôznych hrúbok, zapnutých a vypnutých telefónov a notebookov. A potom Cui dostal nápad a skúsil, keď bola cievka v kontakte s ľudským telom.
Okamžite sa ukázalo, že ľudské telo je najlepším prostriedkom na zosilnenie schopnosti cievky zbierať uniknutú RF energiu, až desaťkrát viac ako samotná holá cievka.
Po dlhom experimentovaní tím prišiel s „náramkom+“ (angl. Bracelet+), jednoduchým zvitkom medeného drôtu, ktorý sa nosí ako náramok na predlaktí. Zatiaľ čo dizajn možno prispôsobiť na nosenie ako prsteň, opasok, členok alebo náhrdelník, zdalo sa, že náramok ponúka správnu rovnováhu medzi zberom energie a nositeľnosťou.
„Dizajn je lacný – menej ako päťdesiat centov,“ poznamenávajú autori, ktorých práca získala prestížne ocenenie Best Paper Award na konferencii Association for Computing Machinery o vstavaných sieťových senzorových systémoch. „Ale Bracelet+ môže dosiahnuť až mikrowatty, čo je dosť na podporu mnohých senzorov, ako sú napríklad senzory na monitorovanie zdravotného stavu na tele, ktoré si vyžadujú málo energie na fungovanie kvôli nízkej vzorkovacej frekvencii a dlhému trvaniu režimu spánku.“
"Nakoniec," hovorí Xiong, "chceme byť schopní zbierať odpadovú energiu zo všetkých druhov zdrojov, aby sme mohli poháňať budúcu technológiu."
