Ciencia y Tecnología

A tecnologia sem fio de próxima geração pode alavancar o corpo humano para obter energia

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Pesquisadores usam o corpo para coletar energia residual para alimentar dispositivos vestíveis.

Embora você esteja apenas começando a colher as vantagens da tecnologia sem fio 5G, pesquisadores de todo o mundo já estão trabalhando duro no futuro: 6G. Um dos avanços mais promissores nas telecomunicações 6G é a possibilidade de Visible Light Communication (VLC), que é como uma versão sem fio da fibra ótica, usando flashes de luz para transmitir informações. Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst anunciou que inventou uma maneira inovadora e de baixo custo de coletar a energia residual do VLC usando o corpo humano como antena. Essa energia residual pode ser reciclada para alimentar uma série de dispositivos vestíveis ou até mesmo eletrônicos maiores.

“O VLC é bastante simples e interessante”, diz Jie Xiong, professor de informação e ciências da computação na UMass Amherst e autor sênior do artigo. “Em vez de usar sinais de rádio para enviar informações sem fio, ele usa a luz dos LEDs que podem ligar e desligar até um milhão de vezes por segundo.” Parte do apelo do VLC é que a infraestrutura já está em toda parte – nossas casas, veículos, postes e escritórios são todos iluminados por lâmpadas de LED, que também podem transmitir dados. “Qualquer coisa com uma câmera, como nossos smartphones, tablets ou laptops, pode ser o receptor”, diz Xiong.

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Anteriormente, Xiong e o primeiro autor Minhao Cui, um estudante de pós-graduação em ciências da informação e da computação na UMass Amherst, mostraram que há um “vazamento” significativo de energia em sistemas VLC, porque os LEDs também emitem “sinais de RF de canal lateral” ou ondas de rádio . Se essa energia de RF vazada pudesse ser coletada, ela poderia ser usada.

A primeira tarefa da equipe foi projetar uma antena de fio de cobre enrolado para coletar o RF vazado, o que eles fizeram. Mas como maximizar a captação de energia?

A equipe experimentou todos os tipos de detalhes de design, desde a espessura do fio até o número de vezes que ele foi enrolado, mas também notou que a eficiência da antena variava de acordo com o que a antena tocava. Eles tentaram apoiar a bobina em plástico, papelão, madeira e aço, bem como tocá-la em paredes de diferentes espessuras, telefones ligados e desligados e laptops. E então Cui teve a ideia de ver o que acontecia quando a bobina estava em contato com um corpo humano.

Imediatamente, ficou claro que um corpo humano é o melhor meio para amplificar a capacidade da bobina de coletar energia de RF vazada, até dez vezes mais do que a bobina nua sozinha.

Depois de muita experimentação, a equipe criou o “Bracelet+”, uma simples bobina de fio de cobre usada como uma pulseira na parte superior do antebraço. Embora o design possa ser adaptado para uso como anel, cinto, tornozeleira ou colar, o bracelete parecia oferecer o equilíbrio certo entre coleta de energia e facilidade de uso.

“O design é barato – menos de cinquenta centavos”, observam os autores, cujo artigo ganhou o prêmio de melhor artigo da Conferência da Association for Computing Machinery’s on Embedded Networked Sensor Systems. “Mas o Bracelet+ pode atingir até microwatts, o suficiente para suportar muitos sensores, como sensores de monitoramento de saúde no corpo que requerem pouca energia para funcionar devido à sua baixa frequência de amostragem e longa duração do modo de suspensão”.

“Em última análise”, diz Xiong, “queremos ser capazes de coletar energia residual de todos os tipos de fontes para alimentar a tecnologia futura”.

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