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

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

Las tecnologías inalámbricas han cambiado nuestro mundo, ya que cada vez más objetos en nuestro mundo físico están conectados a Internet. Si bien es posible que recién esté comenzando a beneficiarse de tecnología inalámbrica 5GInvestigadores de todo el mundo están trabajando arduamente en el futuro: 6G. Visual Light Communication (VLC) se considera ampliamente una tecnología prometedora para el futuro Redes 6G.

Sin embargo, estudios recientes muestran que el transmisor VLC no solo transmite señales de luz visual, sino que también filtra señales de RF durante la transmisión.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst ha creado una forma innovadora y de bajo costo para recolectar energía residual de VLC utilizando el cuerpo humano como antena. Esta energía desperdiciada se puede reciclar para alimentar una gama de dispositivos portátiles O tal vez más grande electrónica.

«VLC es muy simple y divertido», dice Ji 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 las luces LED que se pueden encender y apagar 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 LED, que también pueden transmitir datos. Cualquier cosa con una cámara, como teléfonos inteligentes, tabletas o computadoras portátiles, puede ser el receptor. dice Xiong.

En sus estudios anteriores, Xiong y el primer autor Minhao Cui demostraron que hay una fuga de energía significativa en los sistemas VLC porque los LED también emiten señales de RF de canal lateral u ondas de radio. Si se puede recolectar la energía de RF que se escapa, se puede usar.

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Para resolver este problema, el equipo primero diseñó una antena de alambre de cobre enrollado para recolectar frecuencias de radio filtradas. Para maximizar la recolección de energía, experimentaron con todo tipo de detalles de diseño, desde el grosor del cable hasta la cantidad de veces que se enrollaba. Los investigadores también notaron que la eficiencia de la antena varía según lo que toque la antena.

Intentaron aplicar el archivo sobre plástico, cartón, madera y acero, así como tocarlo contra paredes de diferentes grosores, encender y apagar teléfonos y computadoras portátiles. Y entonces Cui tuvo la idea de ver qué pasaba cuando la bobina entraba en contacto con un cuerpo humano. Inmediatamente, se hizo evidente que el cuerpo humano era la mejor manera de amplificar la capacidad de una bobina para recolectar energía RF filtrada, hasta diez veces más que una bobina sola.

Los diferentes diseños de bobina afectan la cantidad de energía recolectada. Crédito: Cui et al, DOI: 10.1145/3560905.3568526

Con base en las observaciones, el equipo subí Un sistema denominado “Bracelet+”, que incluye el cuerpo humano en el sistema de cosecha para aumentar la capacidad cosechada. Después de un análisis cuidadoso del efecto del cuerpo humano en la energía recolectada, crearon un prototipo de la antena de bobina como un brazalete que logra un alto poder de recolección y es fácil de usar. El diseño se puede adaptar para llevarlo como anillo, cinturón, tobillera o collar.

En las pruebas, la potencia promedio de la energía de RF recolectada por el nuevo dispositivo fue diez veces mayor que la de una antena de bobina convencional sin causar ninguna interferencia en las comunicaciones de los sistemas VLC. La energía recolectada puede ser de hasta microvatios en los escenarios probados por el equipo. Un nivel tan pequeño de energía recolectada tiene el potencial de alimentar sensores de muy baja potencia, como sensores de temperatura y sensores de glucosa.

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«finalmente,» Dice xiong, «Queremos poder aprovechar la energía desperdiciada de todo tipo de fuentes para impulsar la tecnología del futuro».