През 1945 г. дървено резбовано дървено копие на Големия печат на САЩ е окачено в жилищното проучване на американския посланик в Съветския съюз. Детайлът беше забележителен - всяко перо на крилете на орела деликатно дефинирано, клюнът му беше извит точно така. Но това не направи парчето изумително.
Свързано съдържание
- Защо аматьорските радиооператори наблюдават урагана Харви
- Зареждане напред: Бъдещето на батериите
- Честит 10-ти рожден ден, iPhone! И така, какво следва?
Беше и бъг.
Печатът беше представен на посланика като мирен жест от делегация на Организацията за млади пионери на Съветския съюз. Но прикован в изкусната работа, точно под човката на птицата, беше устройство за слушане. Той нямаше батерия или активна електроника, което го прави практически неоткриваем. Всъщност тя не беше открита седем години.
Сега екип от изследователи от Университета във Вашингтон в Сиатъл отново използват подобна технология за еднакво поразителна, но по-малко прикрита работа: мобилни телефони без батерия.
Въпреки че е малко вероятно дизайнът някога да замени нашите гладни за захранване смарт телефони, технологията има обещанието да помогне в една малка част. „Да речем, че сте някъде заседнали и телефонът ви е изтощен от батерия“, казва Вамси Тала, който работи по проекта, докато беше научен сътрудник в Университета във Вашингтон. "Все още можеш да осъществиш 911 разговор, което може да бъде спасител."
С обикновения мобилен телефон има две неща, които консумират много енергия, казва Тала. Първо, телефонът ви трябва да преобразува гласа ви (аналогов сигнал) в цифров сигнал. Второ, той предава този сигнал под формата на радиочестоти до кула.
Така екипът свали тези компоненти от преработения си телефон. Вместо това те използваха основните принципи на технологията от съветското време, за да преработят как функционира устройството.
В случай на Голямата печална грешка, гласовете в стаята предизвикват вибриране на малка диафрагма, скрита в структурата, и промяна на резонанса на вътрешната кухина. За да се вслушат, нетърпеливите съветски агенти на улицата просто трябва да фокусират правилната честота на радиовълните в посока на печата, който активира антена вътре в бъга. Тогава те можеха да съберат отраженията отскочени назад - известни също като backscatter.
В случай на телефон без батерия, радио сигнал непрекъснато се излъчва от отдалечена базова станция. Когато човек говори в устройството, тези честоти се отразяват обратно към базовата станция. След това задачата на базовата станция е да се свърже към клетъчната мрежа и да предава повикването.
"Не можете да нарушавате законите на физиката", казва Тала. „Ако нещо трябва да свърши много работа, тогава той се нуждае от много енергия.“ Така че вместо телефонът да върши по-голямата част от работата, базовата станция се превръща в централа за комуникация. Самият телефон консумира само няколко микровата енергия, като събира енергията си или от околните радиовълни, или от светлината. За слънчева енергия устройството използва малък (1 см квадрат) фотодиод.
Засега системата е доста рудиментарна - изградена изцяло с компоненти, които са извън рафта. Потребителят носи слушалки за слушане на разговора. Той няма екран и прилича малко на компютърна дъска с чувствителна на допир подложка за цифри. Освен това е по-скоро като уоки-токи, отколкото на телефон, казва Тала. „Можете да говорите или да получавате в един момент.“ За да говорите, потребителят натиска бутон и говори в притурката.
За тези ранни прототипи, за които изследователите са кандидатствали за патент, качеството на звука не е голямо и потребителят трябва да е на 50 фута от базовата станция, за да може телефонът да работи. Въпреки че изследователите се надяват да подобрят обхвата, телефонът вероятно не е нещо, към което хората в отдалечени места лесно ще могат да се обърнат, ако възникнат проблеми.
„Като цяло това, което правят, е много интересно и преследват цел, която всички биха обичали и убивали“, казва Дейвид Блау, инженер по електротехника, чиито изследвания в Мичиганския университет подчертават дизайна с ниска мощност. "Това е много приятно изпълнение и много пълна система, която демонстрират, но има някои проблеми, които изглеждат донякъде фундаментални за дизайна."
От една страна, казва Блау, който не е участвал в изследването, обхватът на телефона ще бъде труден за мащабиране, тъй като силата на сигнала силно се влошава с разстояние. И използвайки обратното разсейване, сигналът трябва да пътува доста далеч. „Сигналът трябва да премине от базовата станция към мобилния телефон и след това да се отрази пасивно и след това да се върне обратно към базовата станция“, казва той. „Ето защо те получават десетки метра, а не стотици метри или километри, това е, което получават съвременните мобилни телефони.“ Всъщност телекомуникационните експерти казват, че модерен мобилен телефон може да се свърже с кула на повече от 20 мили.
Другият проблем, казва Блау, може да бъде намеса. Тъй като базовата станция работи за избирането на малката промяна в пасивно отразените радиовълни, многото работещи едновременно телефони могат да направят предизвикателство да избират правилния сигнал при целия шум. Но Тала казва, че работят за решаването на този проблем в бъдещи прототипи, като използват базовата станция за допълнителна обработка и филтриране.
Екипът продължава работата си по телефона без батерия в сътрудничество с Jeeva Wireless, въртяща се компания от изследването на лабораторията, фокусирана върху комерсиализирането на ултра ниска мощност Wi-Fi. Talla, понастоящем CTO на Jeeva, казва, че планират да включат камера за снимки и възможности за текстови съобщения, използвайки екран с E-мастило - същата технология, която се наблюдава в Kindle и други електронни четци. Друго възможно бъдеще за приспособлението би било да го включи в обикновен смарт телефон, казва Тала. По този начин, ако батерията умре, потребителят все още може да извършва спешни повиквания. Така или иначе те се надяват да подобрят качеството на разговорите, като разработят микрофон, специално създаден за бекскаттер.
Според Тала устройството има светло бъдеще с технологиите от следващо поколение. „Вариант на 5G би направил нашите технологии по-практични“, казва той. С 5G компаниите планират да преместят клетъчните базови станции много по-близо един до друг, за да позволят по-високи скорости на данни. За мобилния телефон без батерия, преминаването към по-близки клетъчни кули би увеличило покритието, особено в градска среда.
Въпреки че идеята е интригуваща, ще изминат доста време преди мобилните телефони без батерия да я пуснат на пазара. Засега поне ще трябва да държите този допълнителен кабел за зареждане под ръка.
