Nasce il primo cellulare senza batteria: l'energia viene ricavata dall'ambiente circostante. Credits: batteryfreephone.cs.washington.edu
Pensate a un mondo senza caricabatterie né corse disperate in cerca della presa di corrente più vicina! Bello, vero? Un primo passo verso questo futuro è stato fatto da un gruppo di ingegneri dell’Università di Washington (Seattle) che hanno sviluppato un primo prototipo di telefono cellulare senza batteria che può ricavare energia dall’ambiente sotto forma di luce e radiazioni elettromagnetiche.
Il “battery free cellphone” è composto da una tastierina, un’antenna, uno speaker e un microfono ed è in grado di svolgere le funzioni fondamentali: fare e ricevere chiamate, trasmettere dati e permettere a chi lo usa di inviare comandi con dei pulsanti. Anche se, come in un walkie talkie, l’utente deve premere un pulsante per passare tra le modalità ascolto e trasmisisone.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies, evidenzia che il prototipo poter funzionare sfrutta le vibrazioni che si producono nel microfono o negli altoparlanti quando si fa o si riceve una chiamata. La poca energia che è ancora richiesta per altre funzioni è ricavata dalle onde radio emesse da un trasmettitore e dalla luce, grazie a minuscole celle solari.
Il principio di funzionamento risale addirittura alla Guerra Fredda e non è altro che un’ottimizzazione di un meccanismo base per i sistemi radar che prende il nome di “backscatter“ o “backscattering”, tradotti in italiano come “retrodiffusione” o “radiazione di ritorno”. Questa tecnologia funziona come uno specchio in quanto il microfono e lo speaker rispediscono indietro le onde radio che arrivano dalla sorgente.
Bryce Kellogg, dottorando di Ingegneria Elettronica all’Università di Washington e coautore della ricerca, ha spiegato che il problema fondamentale è stato trovare il modo di fornire l’energia necessaria in maniera costante:
La quantità di energia che si può ricavare dalle onde radio o dalla luce ambientale, è nell’ordine di 1 o 10 microwatt. Così le operazioni telefoniche in tempo reale sono state davvero difficili da realizzare senza sviluppare un approccio completamente nuovo per la trasmissione e la ricezione delle conversazioni.
L’approccio innovativo è stato delegare una delle principali funzioni del dispositivo: la trasformazione del segnale da analogico della nostra voce, in digitale (il segnale trasmesso e ricevuto tra due cellulari) e viceversa, a una base esterna. Questo “trucco” fa diminuire enormemente il fabbisogno di energia cellulare che ammonta ad appena 3,5 microwatt, cioè, un milione di volte in meno rispetto a un normale smartphone. Per telefonare ce ne vogliono circa una decina, circa diecimila volte di meno rispetto a un cellulare tradizionale.
La sfida principale sarà il fatto che il “battery free cellphone” non potrà funzionare se allontanato troppo dalla sorgente, come accade per i telefoni cordless casalinghi. Quindi ci sarà bisogno di una rete di nodi sorgente abbastanza ampia da poter coprire il raggio di azione di ogni telefono senza batteria.
L’idea dei ricercatori è quella di inserire questi nodi nelle torri dei ripetitori dei segnali o nei router WI-FI, presenti in ogni casa. Quindi secondo lo studio:
Il team ora si concentrerà sul miglioramento dell’area di operatività (la distanza dalla base ndr) e sulla sicurezza delle conversazioni, per renderle criptate e quindi sicure” mentre lavorerà anche sull’aggiunta uno schermo e-ink, come quello dei lettori e-book, quindi a basso consumo, e predisporlo per lo streaming video.
