La tecnología inalámbrica de última generación puede aprovechar el cuerpo humano para obtener energía
Las tecnologías inalámbricas han cambiado nuestro mundo, con más y más objetos en nuestro mundo físico conectados a Internet. Aunque es posible que recién hayas comenzado a disfrutar tecnología inalámbrica 5G, los investigadores de todo el mundo ya están trabajando arduamente en el futuro: 6G. Visible Light Communication (VLC) se considera ampliamente como una tecnología prometedora para el futuro Redes 6G.
Sin embargo, estudios recientes muestran que un transmisor VLC no solo emite señales de luz visible, sino que también filtra señales de RF durante la transmisión.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst ha inventado una forma innovadora y de bajo costo para recolectar energía residual VLC utilizando el cuerpo humano como antena. Esta energía residual se puede reciclar para alimentar una serie de dispositivos portátiles o incluso tal vez más grande electrónica.
«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, postes de luz y oficinas están iluminados con bombillas LED, que también pueden transmitir datos. “Cualquier cosa que tenga una cámara, como nuestros smartphones, tablets o portátiles, puede ser el receptor”, dice Xiong.
En sus estudios anteriores, Xiong y el primer autor Minhao Cui demostraron que existe 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 esta energía de RF filtrada pudiera recolectarse, podría usarse.
Para resolver este problema, el equipo primero diseñó una antena de hilo de cobre enrollado para recoger la fuga de RF. 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 variaba según lo que estaba reproduciendo.
Han probado a apoyar la bobina sobre plástico, cartón, madera y acero, así como reproducirla en paredes de diferentes grosores, dentro y fuera de teléfonos y portátiles. Entonces, Cui tuvo la idea de ver qué sucedía cuando la bobina entraba en contacto con un cuerpo humano. Inmediatamente quedó claro que el cuerpo humano es el mejor medio para amplificar la capacidad de la bobina para recolectar energía RF filtrada, hasta diez veces mayor que la bobina sola.
Con base en las observaciones, el equipo vino con un sistema llamado «Bracelet+», que involucra al cuerpo humano en el sistema de cosecha para aumentar la potencia cosechada. Después de un cuidadoso análisis de la influencia del cuerpo humano en la energía capturada, crearon el prototipo de antena helicoidal como un brazalete que logra tanto la alta potencia recolectada como la comodidad de uso. El diseño se puede adaptar para usarlo como anillo, cinturón, tobillera o collar.
En las pruebas, la potencia promedio de la energía de RF captada por el nuevo dispositivo fue diez veces mayor que la de la antena helicoidal convencional, sin causar interferencia alguna en la comunicación de los sistemas VLC. La energía recolectada puede alcanzar los microvatios en los escenarios probados por el equipo. Este nivel de microvatios de energía recolectada tiene el potencial de alimentar sensores de energía ultrabaja, como sensores de temperatura y sensores de glucosa.
«Por último,» dice Xiong, “Queremos poder recolectar energía residual de todo tipo de fuentes para impulsar la tecnología del futuro”.
