(Rinnovabili.it) – Soffrite d’ansia da ricarica per lo smartphone? L’Università di Washington (UW) vi viene incontro realizzando il primo cellulare senza batteria. Nessuna caricatore, nessun cavo o pila: il dispositivo progettato dalla Scuola di scienze computazionali e ingegneria dell’UW è in grado di funzionare sfruttando le piccole quantità di energia contenute nell’ambiente. Parliamo di pochi microwatt di potenza, ottenuti in questo caso dalle onde sonore e dalla luce.
Va detto che non si tratta del primo esperimento per “rubare” energia all’ambiente e dirottarla ad un apparecchio elettronico. Negli ultimi anni la ricerca internazionale ci ha regalato diversi prototipi di sistemi alimentati in modalità wifi. Le tecnologie “senza batterie” sviluppate sino a oggi, però, impiegano strumenti come sensori di temperatura o accelerometri, cercando di abbassare i consumi attraverso operazioni intermittenti. Cosa vuol dire? Che questi apparecchi effettuano una prima lettura dei dati in entrata e poi “dormono” per un minuto o due mentre raccolgono abbastanza energia dall’ambiente per svolgere il compito successivo.
Una lentezza di funzionamento che difficilmente potrebbe trovare applicazione nei telefoni. La nuova tecnologia non ha questo tipo di problemi. “Abbiamo costruito quello che riteniamo essere il primo cellulare funzionante che consuma quasi zero energia”, spiega l’ingegnere Shyam Gollakota, co-autore dello studio. “Per raggiungere un consumo energetico realmente basso ma sufficiente per far funzionare il telefono, abbiamo dovuto ricostruire l’intero modo di progettare questi dispositivi”.
Come funziona il cellulare senza batteria?
L’apparecchio dell’UW non è altro che un’ottimizzazione di un meccanismo base per i sistemi radar che prende il nome di “backscatter“ o “backscattering”. Il termine è tradotto in italiano con “retrodiffusione” o “radiazione di ritorno” e sta a indicare un processo che funziona come una sorte di specchio: rispedisce indietro l’energia che lo colpisce.
In questo caso, il cellulare senza batteria sfrutta le minuscole vibrazioni nel microfono o nell’altoparlante che si hanno quando una persona sta parlando al telefono o ascoltando una chiamata. Un’antenna collegata a tali componenti converte queste vibrazioni in cambiamenti nel segnale radio analogico standard emesso da una stazione base. In altre parole questo processo codifica la parlata in segnali radio riflessi in un modo da non dover impiegare altra energia. Come in un walkie talkie, l’utente deve premere un pulsante per passare tra le modalità ascolto e comunicazione
Backscatter ambientale e un pizzico di fotovoltaico
Il team ha già realizzato il primo prototipo. Costruito su una scheda a circuiti stampati utilizzando componenti off-the-shelf, sembra all’apparenza tremendamente semplice. Eppure è in grado di svolgere tutte le funzioni base dei telefonini: inviare, ricevere, effettuare e accettare chiamate, compreso il mettere in attesa. Il sistema ha bisogno di circa 3,5 microwatt per funzionare. Raccoglie i segnali radio ambientali dalla stazione base ad una distanza di 9 metri al massimo, ma utilizzando una minuscola cella solare (non più grande di un chicco di riso) può aumentare la portata a 15 metri. “Potreste immaginare in futuro che tutte le torri mobile o i router Wi-Fi siano dotati della nostra tecnologia”, aggiunge il collega Vamsi Talla. “E se tutte le case disponessero di un router Wi-Fi, potresti ottenere copertura ovunque”.
I prossimi passi? Premettendo che l’obiettivo generale rimane portare in commercio la tecnologia entro due, tre anni da oggi, il gruppo sta cercando di migliorare le prestazioni del cellulare senza batteria e sulla crittografia delle conversazioni per renderlo sicuro. Tra i prossimi obiettivi c’è anche la trasmissione di video e l’impiego di inchiostri a basso consumo energetico.
