طريقة الاتصال اللاسلكي بدون بطارية

في المستقبل، ستتمكن من استخدام أجهزة الاستشعار التي ستكون جزءًا من نظام "إنترنت الأشياء" دون الحاجة إلى القلق بشأن الطاقة

نجح مهندسون من جامعة واشنطن في تطوير نظام اتصالات لاسلكي جديد يسمح للأجهزة بالتواصل مع بعضها البعض دون الاعتماد على البطاريات أو مصدر الطاقة.

تستفيد طريقة الاتصال الحديثة، والتي يسميها الباحثون "التشتت الخلفي المحيطي"، من أجهزة الإرسال التلفزيونية والهواتف المحمولة الموجودة بالفعل والتي تحيط بنا في كل مكان. يتواصل جهازان مع بعضهما البعض من خلال إرجاع الإشارات لمشاركة المعلومات بينهما. وتمكن الباحثون من بناء أجهزة صغيرة، بدون بطاريات، وبها هوائيات قادرة على تحديد موقع الإشارات التلفزيونية واستخدامها وإعادتها، والتي يمكن استخدامها أيضًا بواسطة أجهزة أخرى مماثلة. ومن الممكن أن تتيح هذه التقنية تطوير شبكة من الأجهزة وأجهزة الاستشعار التي يمكن أن تعمل دون مصدر للطاقة ودون الحاجة إلى إشراف بشري ضمن ما يسمى "إنترنت الأشياء".

وقال الباحث الرئيسي شيام جولاكوتا، أستاذ الهندسة وعلوم الكمبيوتر في جامعة واشنطن: "يمكننا إعادة استخدام الإشارات اللاسلكية الموجودة بالفعل في بيئتنا لتحويلها إلى مصدر للطاقة ووسيلة اتصال". "نأمل أن يكون لنظامنا الجديد تطبيقات في عدة مجالات، بما في ذلك الحوسبة القابلة للارتداء والمنازل "الذكية" وشبكات الاستشعار ذاتية الاستدامة".

يقول أحد الباحثين الآخرين: "تقوم أجهزتنا بإنشاء شبكة تعتمد على الإشارات التي تتحرك في الهواء الخارجي". "يمكنك تحويل هذه الإشارات قليلاً وإنشاء نوع من شفرة مورس للاتصال بين الأجهزة الخالية من البطاريات."

سيكون من الممكن بناء ووضع أجهزة استشعار ذكية داخل أي نوع من المباني، ثم ربطها معًا في شبكة اتصالات. على سبيل المثال، ستتمكن أجهزة الاستشعار الموضوعة داخل الجسور من مراقبة جودة الخرسانة والفولاذ، وتقوم في اللحظة المناسبة بإرسال تنبيه عندما يكتشف أحد أجهزة الاستشعار وجود شرخ بسيط في الجسور. وسيكون من الممكن استخدام هذه التقنية لإنشاء شبكة اتصال من الرسائل النصية ورسائل البريد الإلكتروني من خلال الأجهزة القابلة للارتداء، دون الحاجة إلى استخدام البطاريات.

اختبر الباحثون طريقتهم الجديدة باستخدام نماذج أولية لأجهزة بحجم بطاقة الائتمان موضوعة على مسافة عدة أمتار. لكل جهاز، قام الباحثون ببناء هوائيات متصلة بلوحة تحكم قياسية تبعث الضوء عند استقبال إشارة اتصال من جهاز آخر. تم اختبار مجموعات من هذه الأجهزة في مجموعة متنوعة من البيئات في منطقة سياتل، بما في ذلك داخل المباني السكنية وفي زوايا الشوارع وفي الطابق العلوي من مرآب السيارات. وكانت هذه البيئات بعيدة عن برج إرسال الإشارة التلفزيونية بين 800 متر و10 كيلومترات. وفي هذه التجارب، وجد الباحثون أن الأجهزة كانت بالفعل قادرة على التواصل مع بعضها البعض، حتى تلك التي كانت أبعد عن برج الإرسال. وتمكنت الأجهزة من استقبال الإشارات بمعدل 1 كيلو بايت في الثانية عندما تم وضعها على مسافة 75 سم عن بعضها البعض خارج المباني، وعلى مسافة 45 سم داخل المباني. هذه النتائج كافية لنقل المعلومات مثل أجهزة استشعار القراءة والرسائل النصية.

كما يمكن استخدام النظام الجديد بسهولة للأجهزة التي تستخدم البطاريات، مثل الهواتف المحمولة الذكية. ويمكن ضبطها بحيث عندما تنفد البطاريات، يظل بإمكان الهاتف إرسال رسائل نصية أثناء تسخير الطاقة من إشارات التلفزيون المحيطة. ويقول الباحثون إن طريقتهم لها عدد لا يحصى من التطبيقات المحتملة، ويخططون لزيادة النطاق الفعال لشبكة الاتصالات هذه.

أخبار الدراسة