Informática

Dispositivos móveis que se conectam à rede Wi-Fi sem bateria

Dispositivos simples que podem se conectar através de redes Wi-Fi, mas que não precisam de baterias poderiam tornar mais fácil de espalhar a computação por toda a sua casa.

  • sexta-feira, 23 de outubro de 2015
  • Por Tom Simonite
  • Tradução por Elisa Matté (OPINNO)

Image: A energia no ar: Esta antena sinais colheitas de TV, rádio e transmissões de celulares para que pequenos dispositivos Wi-Fi pode passar sem baterias.

Um novo tipo de dispositivo móvel sem fio não tem bateria nem outra forma de armazenamento de energia, mas ainda pode enviar dados através da rede Wi-Fi. Estes protótipos, desenvolvidos por pesquisadores da Universidade de Washington, conseguem toda a energia de que precisam, fazendo uso de sinais de Wi-Fi, TV, rádio e de celular que já estão no ar.

A tecnologia poderia libertar engenheiros para estender seus tentáculos de Internet e computadores a cantos do mundo que não atingem atualmente. Dispositivos sem bateria que podem se comunicar poderiam tornar muito mais fácil e barato de implantar sensores amplamente dentro das casas para assumir o controle de aquecedores e outros serviços.

Termostatos inteligentes existentes no mercado hoje, como o Nest, são limitados pelo fato de que eles podem detectar a temperatura apenas em sua localização imediata. Colocar sensores de baixo custo, com capacidade de comunicação via Wi-Fi e sem bateria atrás de sofás e armários poderia fornecer os dados detalhados necessários para tornar os termostatos mais eficazes. "Você poderia jogar esses dispositivos onde quiser e nunca tem que pensar sobre eles de novo", diz Shyam Gollakota, um professor assistente da Universidade de Washington, que trabalhou no projeto.

Os dispositivos Wi-Fi sem bateria são uma evolução de um projeto que o mesmo grupo demonstrou no ano passado, esses dispositivos só conseguiam conversar com outros dispositivos semelhantes (veja "Devices Connect with Borrowed TV Signals and Need No Power Source"). Versões foram construídas que poderia fornecer energia LEDs, detectores de movimento, acelerômetros e botões sensíveis ao toque.

Adicionando capacidades Wi-Fi torna os dispositivos mais práticos. Gollakota espera abrir uma empresa para comercializar a tecnologia, que também devem ser aplicável a outros protocolos sem fio, como Bluetooth ou Zigbee que são usados em dispositivos compactos sem acesso a fontes de alimentação com fio, diz ele. Um artigo sobre os novos dispositivos será apresentado na ACM Sigcomm conference em Chicago em agosto.

Os engenheiros têm trabalhado por décadas em maneiras de gerar energia colhendo sinais de rádio a partir do ar, um recurso onipresente graças ao rádio, TV e transmissores de rede celular. Mas, apesar de energia suficiente poder ser coletada dessa forma para rodar circuitos de baixa potência, a potência necessária para transmitir dados ativamente é significativamente maior. Coletar ondas de rádio do ambiente pode resultar em dezenas de microwatts de energia. Mas o envio de dados através de Wi-Fi requer pelo menos milhares a mais de energia - centenas de miliwatts na melhor das hipóteses e, normalmente, cerca de um watt de energia, diz Gollakota.

Os pesquisadores de Washington contornaram esse desafio, encontrando uma maneira de fazer os dispositivos se comunicarem sem ter que transmitir ativamente. Seus dispositivos enviam mensagens espalhando sinais de outras fontes, eles reciclam as ondas de rádio existentes em vez de gastar energia para gerar suas próprias ondas.

Para enviar dados para um smartphone, por exemplo, um dos novos protótipos alterna o modo de sua antena entre absorver e refletir o sinal de um roteador Wi-Fi nas proximidades. Software instalado no telefone permite ler esse sinal, observando a mudança na força do sinal que detecta a partir desse mesmo roteador o qual o dispositivo sem bateria absorve um pouco.

Os dispositivos Wi-Fi sem bateria não podem coletar a energia suficiente para receber e decodificar sinais Wi-Fi de forma convencional. Mas eles podem detectar a presença das unidades individuais, ou "pacotes", que formam uma transmissão Wi-Fi. Para enviar dados para o dispositivo sem bateria, um dispositivo Wi-Fi convencional enviaria uma sequência específica de pacotes que permite que o dispositivo recebendo o sinal saiba que deve ouvir uma transmissão. Os dados são, em seguida, codificados em uma corrente de mais pacotes com aberturas intercalada entre elas. Cada pacote sinaliza um 1 e cada espaço um 0 como em uma mensagem digital.

Ranveer Chandra, pesquisador sênior de computação móvel da Microsoft Research, diz que a tecnologia poderia ajudar a acelerar o sonho de ser capaz de implantar dispositivos de rede baratos que tem demorado para chegar. "Dada a prevalência do Wi-Fi, este fornece uma ótima maneira de fazer dispositivos de baixa potência de internet das coisas se comunicar com uma grande faixa de dispositivos em torno de nós", diz ele. As etiquetas RFID, que também precisam de baterias, são a tecnologia mais próxima em uso hoje, diz Chandra. Mas eles só podem se comunicar com dispositivos de leitura especializados, diz ele. A abordagem de Washington se encaixa melhor com a infraestrutura existente.

No entanto, o aumento do alcance do sistema será importante para que ele seja amplamente útil, observa Chandra. O próximo artigo sobre a tecnologia relata um intervalo de apenas 65 centímetros, que mal se estende por uma pequena mesa, e muito menos um quarto individual em uma casa. Gollakota diz que nos últimos experimentos, ainda não publicados, o alcance foi aumentado um pouco mais de dois metros, depois 10 metros e mais do que isso deve ser possível.

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