Amerykanie stworzyli urządzenia komunikujące się bez zasilania

Światowa elektronika w ostatnich latach robi oszałamiające postępy. Niemal każdego miesiąca zaskakuje nas nowymi pomysłami i wynalazkami. Ostatnio grupa amerykańskich naukowców z University of Washington, ogłosiła o swoim najnowszym świetnym wynalazku - bezprzewodowym urządzeniu, ciekawszym i korzystniejszym w praktyce niż powszechnie używany telefon komórkowy.

Amerykańscy konstruktorzy uniwersyteccy skonstruowali – jak informują media - bezprzewodowe urządzenia, które potrafią się komunikować, a więc wysyłać e-maile i SMS-y, bez żadnego źródła zasilania. I, co w tym istotne - nie potrzebują baterii, ani kabli, ani nawet gniazdka z prądem. Ktoś zapyta: a skąd czerpią energię? Wykorzystują inteligentnie fale radiowe unoszące się, czyli obecne w ich otoczeniu.

Ten rewelacyjny, na wskroś nowoczesny wynalazek, naukowcy z Waszyngtonu przedstawili 13 sierpnia 2013 roku, na konferencji Stowarzyszenia dla Maszyn Liczących (Association for Computing Machinery), nie u siebie w USA a w Hongkongu. Urządzenie zrobiło tam taką furorę, że ich praca już pierwszego dnia została nagrodzona, jako najlepsza spośród licznych innych pokazanych, o czym donosi wyborcza.pl.

O co tyle szumu? Czyżby to jakiś kosmiczny przełom w urządzeniach? Przełom nie przełom, ale niewątpliwie wyłom w dotychczasowych układach scalonych. Bezprzewodowe urządzenia USA - to "małe układy scalone wielkości karty kredytowej, wyposażone w antenę", które potrafią się z sobą komunikować. Co znaczy komunikować się ze sobą? To proste. Mogą wysyłać sobie wzajemnie krótkie informacje, np. wiadomości tekstowe, choć prędkość tej łączności nie jest zbyt duża.

Wynosi zaledwie – jak wyjaśniają eksperci - jeden zaledwie kilobit na sekundę. Każdy użytkownik internetu wie, że to w dzisiejszych osiągnięciach technicznych w skali globalnej, wyjątkowo wolno. Nowe urządzenia Amerykanów mają jednak swoją wyjątkowość. Ich niezwykłość konstrukcyjna polega na tym, że cały proces działania nie wymaga żadnego źródła zasilania, wystarczą fale radiowe, które przecież są obecne w naszym otoczeniu, np. transmisje telewizyjne, lub łączność telefonii komórkowej.

- Możemy zmienić przeznaczenie działających w tle fal radiowych i uczynić z nich zarówno źródło energii, jak i medium służące komunikacji - mówi kierujący pracami zespołu, inż. Shyam Gollakota, profesor inżynierii i nauk komputerowych Uniwersytetu w Waszyngtonie. W dzisiejszym świecie takie fale otaczają nas niemal wszędzie i niemal bez przerwy. Za ich pośrednictwem przesyłany jest sygnał radiowy, telewizyjny, dzięki nim działają telefony komórkowe. Stały się więc elementem środowiska, który ekipa uczonych amerykańskich postanowiła wykorzystać.

Wbudowana w urządzenie antena potrafi prawidłowo, inteligentnie rozpoznać otaczające ją fale radiowe, a następnie odbić je i skierować w kierunku innych urządzeń. Dzięki temu, nawet w odległości kilkunastu kilometrów od nadajników TV lub GSM - tak skonstruowane malutkie układy scalone - "mogą ze sobą rozmawiać".

Urządzenia te są tak pomyślane, że można je umieścić w dowolnej niemal strukturze, w związku z tym ich zastosowanie może być wielorakie i bardzo szerokie. Można je powszechnie wykorzystać w ogromnych konstrukcjach metalowych a także w prostych czujnikach. Za ich pomocą można zbudować system czujników, np. na mostach, które będą wykrywały jakieś pęknięcia i informowały o tym, jak również o tym, co złego się dzieje. Można też sprawić, aby nasze telefony różne wysyłały i odbierały SMS-y, nawet wtedy, kiedy wyczerpią się w nich umieszczone baterie.

Według naukowców ta nowa technologia, znajdzie szerokie zastosowanie wszędzie tam, gdzie potrzebna jest prosta i precyzyjna sieć komunikacji, która wymagająca jak najmniejszej uwagi ze strony człowieka.

Naukowcy, w Seattle, prowadzili techniczne testy na bezprzewodowych urządzeniach. Badali, m.in. zachowanie sprzętu we wnętrzu apartamentowca, na rogu ulicy oraz na najwyższym poziomie piętrowego parkingu. Zbudowane przez nich prototypy urządzeń, były w stanie przesyłać regularnie informacje, na odległość 76 cm na wolnym powietrzu i 45 cm w pomieszczeniach. Według naukowców badaczy - zasięg i szybkość transmisji informacji w przyszłości, da się istotnie zwiększyć.

- Mamy nadzieję wykorzystać to w niemal każdej dostępnej dzisiaj technologii mobilnej, w telefonach czy tabletach, w inteligentnych domach, wszędzie tam, gdzie potrzebujemy samoutrzymującej się sieci czujników - twierdzi prof. Shyam Gollakota.

Profesor Shyam Gollakota jest adiunktem w Katedrze Informatyki i Inżynierii na Uniwersytecie w Waszyngtonie. Jako młody naukowiec, ma już na swoim koncie wiele cennych nagród i wyróżnień, za projekty techniczne przydatne w przemyśle, technice precyzyjnej i medycznej. Za wynalazki w dziedzinie systemów bezprzewodowych zdobył doktorat. Wciąż kontynuuje i pogłębia badania nad projektami systemów bezprzewodowych, m.in. w kierunku poprawy zarówno ich bezprzewodowej wydajności, jak i bezpieczeństwa.

Stanisław Cybruch