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La tecnología inalámbrica de próxima generación puede aprovechar el cuerpo humano para obtener energía

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Los investigadores usan el cuerpo para cosecha Desperdiciar energía para alimentar dispositivos portátiles.

Energía inalámbrica - concepto artístico.

Energía inalámbrica: concepto artístico. Crédito de la imagen: Pxhere, CC0 Dominio público

Si bien es posible que recién esté comenzando a cosechar las ventajas de la tecnología inalámbrica 5G, los investigadores de todo el mundo ya están trabajando arduamente en el futuro: 6G. Uno de los avances más prometedores en las telecomunicaciones 6G es la posibilidad de Visible Light Communication (VLC), que es como una versión inalámbrica de la fibra óptica, que utiliza destellos de luz para transmitir información.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst ha anunciado que han inventado una forma innovadora y de bajo costo de recolectar la energía residual de VLC utilizando el cuerpo humano como antena. Esta energía de desecho se puede reciclar para alimentar una variedad de dispositivos portátiles, o incluso, quizás, dispositivos electrónicos más grandes.

El equipo experimentó usando diferentes objetos cotidianos para amplificar el poder cosechado y descubrió que el cuerpo humano es uno de los mejores materiales.  Crédito: Cui et al., 10.1145/3560905.3568526

El equipo experimentó usando diferentes objetos cotidianos para amplificar el poder cosechado y descubrió que el cuerpo humano es uno de los mejores materiales. Crédito: Cui et al., 10.1145/3560905.3568526

«VLC es bastante simple e interesante», dice Jie Xiong, profesor de informática y ciencias de la computación en UMass Amherst y autor principal del artículo. “En lugar de utilizar señales de radio para enviar información de forma inalámbrica, utiliza la luz de los LED que pueden encenderse y apagarse hasta un millón de veces por segundo”.

Parte del atractivo de VLC es que la infraestructura ya está en todas partes: nuestros hogares, vehículos, farolas y oficinas están iluminados con bombillas LED, lo que podría además estar transmitiendo datos. “Cualquier cosa que tenga una cámara, como nuestros teléfonos inteligentes, tabletas o computadoras portátiles, podría ser el receptor”, dice Xiong.

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Previamente, Xiong y el primer autor Minhao Cuiestudiante de posgrado en ciencias de la información y computación en UMass Amherst, mostró que hay una «fuga» significativa de energía en los sistemas VLC, porque los LED también emiten «señales de RF de canal lateral» u ondas de radio. Si esta energía de RF filtrada pudiera recolectarse, entonces podría usarse.

La primera tarea del equipo fue diseñar una antena con alambre de cobre enrollado para recolectar la RF filtrada, lo cual hicieron. Pero, ¿cómo maximizar la recolección de energía?

El equipo experimentó con todo tipo de detalles de diseño, desde el grosor del cable hasta la cantidad de veces que se enrollaba, pero también notaron que la eficiencia de la antena variaba según lo que tocaba la antena.

Los diferentes diseños de bobinas influyen en la cantidad de energía recolectada.  Crédito: Cui et al., 10.1145/3560905.3568526

Los diferentes diseños de bobinas influyen en la cantidad de energía recolectada. Crédito: Cui et al., 10.1145/3560905.3568526

Intentaron apoyar la bobina sobre plástico, cartón, madera y acero, así como tocarla contra paredes de diferentes grosores, teléfonos encendidos y apagados y computadoras portátiles. Y luego a Cui se le ocurrió la idea de ver qué sucedía cuando la bobina entraba en contacto con un cuerpo humano.

Inmediatamente, se hizo evidente que el cuerpo humano es el mejor medio para amplificar la capacidad de la bobina para recolectar energía RF filtrada, hasta diez veces más que la bobina sola.

Después de mucha experimentación, el equipo ideó «Bracelet+», una simple bobina de alambre de cobre que se usa como brazalete en la parte superior del antebrazo. Si bien el diseño se puede adaptar para usarlo como anillo, cinturón, tobillera o collar, el brazalete parecía ofrecer el equilibrio adecuado entre recolección de energía y facilidad de uso.

“El diseño es económico: menos de cincuenta centavos”, señalan los autores, cuyo artículo ganó el prestigioso premio al mejor artículo de la Conferencia sobre sistemas de sensores integrados en red de la Asociación de Maquinaria de Computación. “Pero Bracelet+ puede alcanzar hasta microvatios, suficiente para admitir muchos sensores, como los sensores de monitoreo de salud en el cuerpo que requieren poca energía para funcionar debido a su baja frecuencia de muestreo y su larga duración en modo de suspensión”.

“En última instancia”, dice Xiong, “queremos poder recolectar energía residual de todo tipo de fuentes para impulsar la tecnología del futuro”.

Fuente: Universidad de Massachusetts Amherst


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