Leta 1945 so v stanovanjski študiji ameriškega veleposlanika pri Sovjetski zvezi obesili ročno izrezljano leseno kopijo Velikega pečata ZDA. Detajl je bil izjemen - vsako perje na orlovih krilih je bilo občutljivo določeno, kljun pa je bil tako ukrivljen. Toda to delo ni osuplo.
Sorodne vsebine
- Zakaj ljubiteljski radijski operaterji gledajo orkan Harvey
- Polnjenje pred seboj: prihodnost baterij
- Vesel 10. rojstni dan, iPhone! Kaj torej sledi?
Bila je tudi hrošča.
Pečat je veleposlaniku kot miroljubno potezo predstavila delegacija organizacije Mladih pionirjev Sovjetske zveze. Toda prisluhnjena spretnostnemu delu, tik pod ptičjim kljunom, je bila naprava za poslušanje. Ni imel baterije ali aktivne elektronike, zaradi česar je bil skoraj neopazen. Dejansko je ni bilo mogoče najti sedem let.
Zdaj skupina raziskovalcev z univerze v Washingtonu v Seattlu ponovno uporablja podobno tehnologijo za enako osupljivo, a manj prikrito delovanje: mobilne telefone brez baterij.
Čeprav je malo verjetno, da bo dizajn kdaj zamenjal naše pametne telefone, ki so zelo lačni, ima tehnologija obljubo, da bo pomagala. "Recimo, da ste nekje nasedli in vam telefon zmanjka, " pravi Vamsi Talla, ki je delal na projektu, ko je bil znanstveni sodelavec na Washingtonski univerzi. "Še vedno lahko pokličete 911, kar bi lahko bilo življenjsko delo."
Z navadnim mobilnim telefonom obstajata dve stvari, ki porabita veliko moči, pravi Talla. Najprej mora vaš telefon pretvoriti vaš glas (analogni signal) v digitalni signal. Drugič, ta signal v obliki radijskih frekvenc odda v stolp.
Tako je ekipa odstranila te komponente iz preoblikovanega telefona. Namesto tega so uporabili osnovna načela tehnologije iz sovjetske dobe, da so preoblikovali delovanje naprave.
V primeru velike pečateče hroščevine so glasovi v sobi povzročili, da je majhna membrana, skrita v strukturi, vibrirala in spremenila resonanco notranje votline. Če želite poslušati, bi željni sovjetski agenti na ulici morali le usmeriti pravo frekvenco radijskih valov v smeri pečata, ki je sprožil anteno znotraj hrošča. Nato so lahko zbrali odseve, odbijene nazaj - znane tudi kot hrbtna pot.
V primeru brez baterijskega telefona se oddaljena bazna postaja nenehno oddaja radijski signal. Ko oseba govori v napravo, se te frekvence odbijejo nazaj v bazno postajo. Naloga osnovne postaje je, da se poveže v mobilno omrežje in odda klic.
"Ne morete prekršiti zakonov fizike, " pravi Talla. »Če mora nekaj delati, potem potrebuje veliko moči.« Bazna postaja namesto tega, da opravi večino dela, postane komunikacijska elektrarna. Telefon sam porabi le nekaj mikrovalov, pri čemer energijo pridobiva iz okoljskih radijskih valov ali svetlobe. Za sončno energijo naprava uporablja majhen (1 cm kvadratni) fotodiod.
Zaenkrat je sistem dokaj rudimentaren - v celoti zgrajen s komponentami, ki niso na policah. Uporabnik nosi slušalke za poslušanje klica. Nima zaslona in je nekoliko podoben računalniški plošči s številčno ploščico, občutljivo na dotik. Talla je tudi bolj podobna voki-tokiju kot telefonu, pravi Talla. »Lahko govorite ali sprejemate istočasno.« Za pogovor uporabnik pritisne gumb in govori v pripomoček.
Pri teh zgodnjih prototipih, za katere so raziskovalci zaprosili za patent, kakovost zvoka ni odlična, uporabnik pa mora biti na dosegu 50 metrov od bazne postaje, da lahko telefon deluje. Čeprav raziskovalci upajo izboljšati domet, telefon verjetno ni nekaj, na kar se bodo ljudje na oddaljenih lokacijah zlahka obrnili, če pride do težav.
"Na splošno je to, kar počnejo, zelo zanimivo in zasledujejo cilj, ki bi ga vsi radi in ubili, " pravi David Blaauw, inženir elektrotehnike, katerega raziskave na univerzi v Michiganu poudarjajo zasnovo z majhno močjo. "To je zelo lepa izvedba in zelo dovršen sistem, ki ga prikazujejo, vendar obstajajo nekatera vprašanja, ki se zdijo nekako ključna za zasnovo."
Kot je dejal Blaauw, ki ni bil vključen v raziskave, bo domet telefona težko povečati, saj moč signala z razdaljo močno poslabša. A z uporabo povratnega razkroja mora signal potovati precej daleč. "Signal mora iti od bazne postaje do mobilnega telefona, nato pa se pasivno odsevati in nato potovati nazaj do bazne postaje, " pravi. "Zato dobijo več deset metrov, ne več sto metrov ali kilometrov, kar dobijo sodobni mobilni telefoni." Dejansko strokovnjaki za telekomunikacije pravijo, da se sodobni mobitel lahko poveže s stolpom, oddaljenim več kot 20 milj.
Drugi problem, pravi Blaauw, bi lahko bil vmešavanje. Ker bazna postaja deluje pri odkrivanju majhnih sprememb v pasivno odsevanih radijskih valovih, bi lahko več telefonov, ki delujejo hkrati, izzivlo izbrati pravi signal ob vsem hrupu. Toda Talla pravi, da si prizadevajo za rešitev tega vprašanja v prihodnjih prototipih, pri čemer uporabljajo bazno postajo za dodatno obdelavo in filtriranje.
Skupina nadaljuje delo na telefonu brez baterij v sodelovanju z Jeeva Wireless, odcepljenim podjetjem iz raziskave laboratorija, ki se osredotoča na komercializacijo ultra nizke moči Wi-Fi. Talla, trenutno Jeeva CTO, pravi, da nameravajo z zaslonom E-črnila vgraditi kamero za slike in sporočanje sporočil - enako tehnologijo, kot jo imajo zdaj Kindle in drugi e-bralniki. Druga možna prihodnost pripomočka bi bila, da ga vključi v običajni pametni telefon, pravi Talla. Tako lahko uporabnik še vedno kliče v sili, če baterija izgine. Kakor koli že, upajo izboljšati kakovost klicev z razvojem mikrofona, ki je posebej zasnovan za povratne klice.
Po besedah Talla ima naprava svetlo tehnologijo naslednje generacije. "Možnost 5G bi našo tehnologijo naredila bolj praktično, " pravi. S programom 5G podjetja načrtujejo, da bodo bazne postaje mobilnika preselile veliko bližje skupaj, da bi omogočili večje hitrosti prenosa podatkov. Za mobilni telefon brez baterij bi premik na bližje celične stolpe povečal pokritost, zlasti v mestnih okoljih.
Čeprav je ideja zanimiva, bo minilo še nekaj časa, preden bodo mobilni telefoni brez baterij prišli na trg. Vsaj zaenkrat boste morali imeti dodatni polnilni kabel pri roki.
