Перший мобільний телефон без батареї

Інженери з Вашингтонського університету розробили функціональний прототип мобільного телефону, який не потребує батареї, про це пише ScienceDaily.
Вони переконані, що в майбутньому мобільні пристрої будуть працювати без зарядних пристроїв та проводів, а про таку неприємність, як розрядка телефону в найневідповіднішу момент, можна буде взагалі забути. Прототип використовує енергію, яку збирає від оточуючих радіосигналів та світла.
Технологічне ноу-хау докладно описали в статті, опублікованій 1 липня в журналі Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive Mobile Wearable and Ubiquitous Technologies.
“Для того, щоб створити телефон, який майже не використовує енергії, нам довелося радикально змінити принцип дії таких пристроїв”, — розповідає асоційований професор Школи комп’ютерних наук та інженерії їм. Пола Алена при Вашингтонському університеті Шаям Голакота.
Команда інженерів і технологів усунула елемент, який в телефоні споживає найбільше енергії — комутатор, який перетворює аналогові голосові сигнали в цифровий код. Енергії з навколишніх джерел було б недостатньо для обслуговування цього енергоємного процесу.
Зате інженери з Вашингтонського університету вирішили використовувати крихітні вібрації, які виникають в корпусі телефону, коли ви в нього говорите або слухаєте вхідний дзвінок.
Антена, під’єднана до сенсорів в цих компонентах пристрою, переводить вібрації в модуляції стандартного сигналу, який передає або приймає пристрій. У порівнянні зі стандартним комутатором, цей процес майже не потребує енергії. Під час розмови, правда, абонент повинен вручну перемикати між режимами мовлення і слухання (як в рації).
“Мобільний телефон — це пристрій, від якого ми дуже залежимо в повсякденному житті. Якби ви могли вибрати якийсь один пристрій, яке могло б працювати без батареї, то, швидше за все, це був би телефон, — говорить професор Школи їм. Аллена і факультету електроінженерії Вашингтонського університету Джошуа Сміт. — Ми продемонстрували, що ця ідея працює; на нашу думку, вона буде мати великий вплив на мобільні технології в майбутньому”.
Зараз “безбатарейный” телефон для передачі і прийому сигналів вимагає спеціальної базової станції. Але схоже на те, що технологію можна інтегрувати і в стандартну інфраструктуру мобільних базових станцій та Wi-Fi роутерів.
“Оскільки Wi-Fi-роутер тепер є майже в кожному будинку, ви маєте готову мережу покриття для нашого технологічного ноу-хау”, — говорить один з її розробників Вамси Талла, науковий співробітник Школи їм. Аллена.
Телефон, однак, все ще вимагає невеликої кількості енергії для здійснення деяких операцій. Енергетичний “бюджет” прототипу становить близько 3,5 мкВт. Працює новинка від двох основних джерел енергії — оточуючих радіосигналів, які передають базові станції на відстань до 31 фути (9,4 м), а також енергії світла, яку збирає маленька сонячна батарея, розміром з рисенку. Енергія світла дозволяє збільшити відстань комунікації з базовою станцією до 50 футів (15,2 м).
Сьогодні деякі пристрої вже працюють на енергії, отриманої з навколишнього середовища, зокрема вони використовують температурні сенсори і акселерометри. Але проблема в тому, що вони можуть працювати тільки в перерваному режимі. Тобто накопичують енергію для виконання певного завдання, хвилинку-другу “сплять” і лише згодом включаються для виконання наступного завдання. Зате телефонний дзвінок вимагає роботи в безперервному режимі.
“Ви не можете сказати “привіт” і чекати, поки телефон досить зарядиться, щоб ви могли продовжити розмову. Робота повинна бути безперервною, — розповідає один з розробників Брюс Келлог, інженер з Вашингтонського університету. — Енергія, яку можете отримати від світла та оточуючих радіосигналів, не перевищує 10 мкВт. Цієї енергії ніяк не вистачило б для здійснення дзвінків без зміни принципу дії телефону”.
Команда розробників вже працює над подальшими удосконаленнями свого пристрою. Зокрема, вони прагнуть передати їм відео на обладнаний візуальний дисплей, який працює на енергоефективних електронних чорнилі.