Quei dispositivi senza batteria che si connettono Wi-fi

Quei dispositivi senza batteria che si connettono Wi-fi

Nasce una nuova famiglia di dispositivi mobili wireless privi di batterie o altre fonti di alimentazione ma capaci di trasmettere ugualmente dati via Wi-Fi. I primi prototipi, sviluppati da un gruppo di ricercatori della University of Washington, a Seattle, raccolgono l’energia necessaria dai segnali cellulari, Wi-Fi, radio e TV che sono già presenti nell’aria.

Questa tecnologia potrebbe liberare gli ingegneri dai limiti imposti alla diffusione di Internet e dei computer in quegli angoli remoti del pianeta che non sono ancora stati raggiunti. Dispositivi liberi dalle batterie e capaci di comunicare potrebbero rendere più economica e semplice la diffusione di sensori all’interno delle abitazioni al fine di controllare riscaldamento ed altri servizi.

I termostati intelligenti attualmente in commercio, come il Nest, sono vincolati dal fatto che possono solo rilevare la temperatura dell’ambiente circostante. La dislocazione di sensori economici, senza batterie e capaci di inviare segnali Wi-Fi negli angoli delle abitazioni e negli armadi potrebbe garantire le informazioni dettagliate che servirebbero ad ottimizzare tali sistemi. «Potreste gettare questi dispositivi ovunque e dimenticarvene», dice Shyam Gollakota, un ricercatore dell’Università di Washington che ha lavorato al progetto.

Questi dispositivi Wi-Fi senza batterie costituiscono l’evoluzione di un design dimostrato dallo stesso gruppo l’anno scorso — quella versione era solo in grado di comunicare con dispositivi analoghi. Sono state realizzate versioni capaci di alimentare LED, sensori di movimento, accelerometri e pulsanti sensibili al tatto.

L’aggiunta di funzionalità Wi-Fi rende i dispositivi più pratici. Gallakota spera di fondare una società attraverso la quale commercializzare la tecnologia, che dovrebbe anche essere compatibile con altri protocolli wireless, quali Zigbee e Bluetooth, utilizzati anch’essi nei dispositivi compatti pur senza accedere a fonti di alimentazione cablate. Un documento descrittivo è stato presentato in occasione della conferenza Acm Sigcomm, tenutasi a Chicago pochi giorni fa.

Gli ingegneri hanno lavorato per decenni a sistemi per generare energia sfruttando i segnali radio nell’aria, una risorsa onnipresente grazie alle reti di trasmettitori radio, TV e cellulari. Sebbene questa soluzione consenta di raccogliere una quantità di energia sufficiente ad alimentare circuiti a basso consumo, quella richiesta per trasmettere attivamente i dati è considerevolmente maggiore. La raccolta di onde radio dall’ambiente si attesta intorno alle decine di microwatt di energia. L’invio di dati via Wi-Fi richiede però una quantità di energia decine di migliaia di volte superiore — centinaia di milliwatt nei migliori dei casi, e più solitamente un watt di energia, spiega Gollakota.

I ricercatori di Washington hanno superato questa sfida escogitando un sistema per far comunicare i dispositivi fra loro senza dover trasmettere segnali attivamente. I loro dispositivi inviano messaggi scomponendo segnali provenienti da altre fonti — riciclano le onde radio esistenti anziché consumare energia per emetterne di proprie. Per inviare dati a uno smartphone, ad esempio, uno dei prototipi cambia costantemente le impostazioni della propria antenna al fine di assorbire o riflettere il segnale generato da un router Wi-Fi che si trova in prossimità. Il software installato sul telefono permette di leggere questo segnale osservando i cambiamenti nella forza del segnale rilevato dallo stesso router man mano che il dispositivo ne assorbe lentamente l’energia.

Questi dispositivi non sono in grado di raccogliere energia sufficiente a ricevere e decodificare i segnali Wi-Fi in maniera convenzionale, ma possono rilevare la presenza delle unità individuali, o “packet”, che compongono una trasmissione Wi-Fi. Per inviare dati al dispositivo, un normale strumento Wi-Fi invia una specifica serie di packet che segnala al dispositivo ricevente di restare in ascolto per ricevere una trasmissione. I dati vengono quindi codificati in un flusso di packet ulteriori scandito da spazi. Ciascun packet segnala un 1, mentre ciascuno spazio segnala uno 0 nel messaggio digitale.

Ranveer Chandra, ricercatore senior in mobile computing di Microsoft Research, dice che la tecnologia potrebbe aiutare ad accelerare i sogni inerenti lo sviluppo e la diffusione di economici dispositivi connessi alla «Considerata la prevalenza di connessioni Wi-Fi, questa tecnologia costituisce un grande modo per permettere ai dispositivi dell’Internet delle Cose di comunicare con un’ampia gamma di strumenti intorno a noi», dice. I tag RFID, che sono a loro volta privi di batterie, sono la tecnologia più simile in uso oggi. Possono solo comunicare con dispositivi specializzati, però. L’approccio sviluppato dai ricercatori dell’università di Washington è più idoneo all’infrastruttura esistente.

Ciononostante, l’incremento della portata di questo sistema sarà un aspetto fondamentale per la sua diffusione, precisa Chandra. Secondo il documento recentemente pubblicato, i prototipi finora sviluppati hanno una portata di appena 65 centimetri. Gollakota spiega però che nei più recenti studi questo valore è stato esteso fino a due metri, e che dovrebbe essere possibile arrivare a oltre 10 metri.

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