Godine 1945. u rezidencijalnoj studiji američkog veleposlanika u Sovjetskom Savezu obješen je ručno rezbareni drveni primjerak Velikog pečata Sjedinjenih Država. Pojedinosti su bile izvanredne - svako je perje na orlovim krilima osjetljivo definirano, kljun je upravo tako zakrivljen. Ali to nije djelo učinilo zapanjujućim.
Povezani sadržaj
- Zašto amaterski radio operatori gledaju uragan Harvey
- Punjenje ispred: Budućnost baterija
- Sretan 10. rođendan, iPhone! Dakle, što slijedi?
Bila je to i kuka.
Pečat je veleposlaniku predstavljena kao miroljubiva gesta izaslanstvo Mlade pionirske organizacije Sovjetskog Saveza. Ali uguran u vješto djelo, tik ispod ptičjeg kljuna, bio je uređaj za slušanje. Nije imao bateriju niti aktivnu elektroniku, što ga čini gotovo neprimetnim. Doista, nije pronađen sedam godina.
Sada, tim istraživača sa Sveučilišta u Washingtonu u Seattlu, ponovo koristi sličnu tehnologiju za jednako zapanjujuću, ali manje skrivenu operaciju: mobiteli bez baterije.
Iako je malo vjerojatno da će dizajn ikad zamijeniti naše pametne telefone koji se napajaju, tehnologija obećava pomoći u maloj mjeri. „Recimo da ste negdje nasedli i telefonu vam je ponestalo baterije“, kaže Vamsi Talla, koja je radila na projektu dok je bio znanstveni suradnik na Sveučilištu Washington. "I dalje biste mogli nazvati 911, što bi mogao biti spasitelj."
S običnim mobitelom postoje dvije stvari koje troše puno energije, kaže Talla. Prvo, vaš telefon mora pretvoriti vaš glas (analogni signal) u digitalni signal. Drugo, odašilje taj signal u obliku radio frekvencija do tornja.
Tako je tim skinuo ove komponente s redizajniranog telefona. Umjesto toga, koristili su osnovne principe sovjetske ere za preradu načina funkcioniranja uređaja.
U slučaju Velikog pečata, buka unutar sobe uzrokovala je da mala dijafragma skrivena u strukturi vibrira i mijenja rezonancu unutarnje šupljine. Za slušanje, željni sovjetskih agenata na ulici bi samo trebali usmjeriti pravu frekvenciju radio valova u smjeru pečata, koji je aktivirao antenu unutar bube. Tada su mogli sakupljati odraze na koje se odbijalo - također poznatih i kao povratna kretnja.
U slučaju telefona bez baterije, radijski signal se stalno emitira s udaljene bazne stanice. Kad osoba govori u uređaj, te se frekvencije odbijaju do bazne stanice. Zadatak je bazne stanice da se poveže s mobilnom mrežom i prenese poziv.
"Ne možete prekršiti zakone fizike", kaže Talla. "Ako nešto mora učiniti puno posla, tada mu treba puno snage." Dakle, umjesto da telefon obavlja većinu posla, bazna stanica postaje komunikacijska snaga. Sam telefon troši samo nekoliko mikrovata, iskorištavajući energiju iz okolnih radio valova ili svjetlosti. Za solarnu energiju uređaj koristi sićušni (1 cm kvadratni) fotodiod.
Za sada je sustav prilično rudimentaran - izgrađen u potpunosti s vanjskim policama komponenata. Korisnik nosi slušalice za slušanje poziva. Nema zaslon i pomalo liči na ploču računala s numeričkom tipkovnicom osjetljivom na dodir. To je također više poput voki-tokija nego telefona, kaže Talla. "Možete razgovarati ili primiti u jednom trenutku." Da biste razgovarali, korisnik pritisne gumb i govori u gadget.
Za ove rane prototipove, za koje su istraživači prijavili patent, kvaliteta zvuka nije sjajna i korisnik mora biti na udaljenosti od 50 stopa od bazne stanice da bi telefon mogao raditi. Iako se istraživači nadaju da će domet poboljšati, telefon vjerovatno nije nešto čemu će se ljudi na udaljenim lokacijama lako obratiti ako naiđu na probleme.
"Sve u svemu, ono što rade je vrlo zanimljivo i oni slijede cilj za kojim bi svi voljeli i ubili", kaže David Blaauw, inženjer elektrotehnike, čije istraživanje na Sveučilištu Michigan naglašava dizajn male snage. "Vrlo je lijepa implementacija i vrlo cjelovit sustav koji demonstriraju, ali postoje neka pitanja koja izgledaju nekako temeljno za dizajn."
Za jedno, kaže Blaauw, koji nije sudjelovao u istraživanju, domet telefona će biti teško povećati jer jakost signala jako opada s udaljenošću. A koristeći povratno prskanje, signal mora otputovati prilično daleko. "Signal mora krenuti od bazne stanice do mobitela, zatim se pasivno reflektirati, a zatim putuje natrag u baznu stanicu", kaže on. "Zbog toga dobivaju desetke metara, a ne stotine metara ili kilometara, što je i moderni mobitel." U stvari, telekomunikacijski stručnjaci kažu da se moderan mobitel može povezati s tornjem udaljenim više od 20 milja.
Drugi problem, kaže Blaauw, mogao bi biti smetnja. Budući da bazna stanica radi na pronalaženju male promjene u pasivno reflektiranim radio valovima, više mobitela koji rade istovremeno može izazvati izazov ispravnog signala u svim šumovima. Ali Talla kaže da rade na rješavanju tog problema u budućim prototipima, koristeći baznu stanicu za dodatnu obradu i filtriranje.
Tim nastavlja svoj rad na telefonu bez baterije, u suradnji s Jeeva Wireless-om, spin-off kompanijom iz laboratorija koja se fokusirala na komercijalizaciju Wi-Fi-ja sa ultra niskom potrošnjom energije. Talla, trenutno Cea Jeeva, kaže da planiraju ugraditi kameru za slike i mogućnosti slanja i primanja teksta koristeći ekran s tintom - ista tehnologija koja se trenutno vidi u Kindleu i drugim čitačima e-pošte. Druga moguća budućnost ovog uređaja bila bi njegovo uključivanje u obični pametni telefon, kaže Talla. Na taj način, ukoliko baterija umire, korisnik bi ipak mogao uputiti hitne pozive. Bilo kako bilo, nadaju se poboljšanju kvalitete poziva razvijanjem mikrofona posebno dizajniranog za povratnu tehnologiju.
Prema Talli, uređaj ima svijetlu budućnost s tehnologijama nove generacije. "Opcija 5G učinila bi našu tehnologiju praktičnijom", kaže on. S 5G, tvrtke planiraju pomaknuti stanične bazne stanice mnogo bliže jedna drugoj kako bi se omogućile veće brzine podataka. Za mobitel bez baterije, prelazak na bliže mobilne kule povećao bi pokrivenost, posebno u urbanim sredinama.
Iako je ideja intrigantna, proći će puno vremena prije nego što se mobiteli bez baterije nađu na tržištu. Barem za sada, još uvijek ćete morati držati taj dodatni kabel za punjenje pri ruci.
