ابتكار طريقة منخفضة التكلفة لحصاد الطاقة المهدرة باستخدام حركة جسم الإنسان.. 6G إنجاز مذهل في الاتصال بالضوء المرئي

بينما قد تكون قد بدأت للتو في جني مزايا تقنية 5G اللاسلكية، فإن الباحثين في جميع أنحاء العالم يعملون بجد بالفعل على المستقبل، 6G، واحدة من الإنجازات الواعدة في اتصالات 6G هي إمكانية الاتصال بالضوء المرئي (VLC) ، والذي يشبه نسخة لاسلكية من الألياف الضوئية، باستخدام ومضات من الضوء لنقل المعلومات.

الآن، أعلن فريق من الباحثين في جامعة ماساتشوستس أمهيرست، أنهم ابتكروا طريقة منخفضة التكلفة ومبتكرة لحصاد الطاقة المهدرة من VLC باستخدام جسم الإنسان كهوائي/ يمكن إعادة تدوير هذه الطاقة المهدرة لتشغيل مجموعة من الأجهزة القابلة للارتداء، أو حتى، أجهزة إلكترونية أكبر.

يقول جي شيونج، أستاذ المعلومات وعلوم الكمبيوتر في UMass Amherst وكبير مؤلفي البحث الذي يصف العمل: برنامج VLC بسيط جدًا ومثير للاهتمام، بدلاً من استخدام إشارات الراديو لإرسال المعلومات لاسلكيًا، فإنه يستخدم الضوء من مصابيح LED التي يمكن تشغيلها وإيقافها، حتى مليون مرة في الثانية، جزء من جاذبية VLC هو أن البنية التحتية موجودة بالفعل في كل مكان- منازلنا ومركباتنا وأضواء الشوارع والمكاتب مضاءة بمصابيح LED ، والتي يمكن أن تنقل البيانات أيضًا.

يوضح شيونج “أي شيء به كاميرا، مثل الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة بنا، يمكن أن يكون جهاز الاستقبال”.

في السابق، أظهر شيونج والمؤلف الأول Minhao Cui ، وهو طالب دراسات عليا في علوم المعلومات والكمبيوتر، أن هناك “تسربًا” ملحوظًا للطاقة في أنظمة VLC ، لأن مصابيح LED تصدر أيضًا “إشارات RF للقناة الجانبية” أو موجات الراديو، إذا أمكن حصاد طاقة التردد اللاسلكي المتسربة، فيمكن استخدامها.

المهمة الأولى للفريق

كانت المهمة الأولى للفريق هي تصميم هوائي من الأسلاك النحاسية الملفوفة لجمع الترددات الراديوية المتسربة، وهو ما فعلوه، ولكن كيف يمكن تعظيم تجميع الطاقة؟

جرب الفريق جميع أنواع تفاصيل التصميم، من سمك السلك إلى عدد مرات لفه، لكنهم لاحظوا أيضًا أن كفاءة الهوائي تتفاوت وفقًا لما لمسه الهوائي، لقد حاولوا وضع الملف على البلاستيك والكرتون والخشب والصلب، بالإضافة إلى ملامسته للجدران ذات السماكة المختلفة ، والهواتف التي يتم تشغيلها وإيقافها، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.

ثم خطرت لـ Cui فكرة رؤية ما حدث عندما كان الملف ملامسًا لجسم الإنسان.

أصبح من الواضح أن جسم الإنسان هو أفضل وسيلة لتضخيم قدرة الملف على جمع طاقة RF المتسربة، بما يصل إلى عشرة أضعاف ما هو عليه الملف العاري وحده.

بعد الكثير من التجارب، توصل الفريق إلى”Bracelet +” ، وهو ملف بسيط من الأسلاك النحاسية يتم ارتداؤه كسوار على الجزء العلوي من الساعد، في حين أن التصميم يمكن تكييفه للارتداء كخاتم أو حزام أو خلخال أو عقد، يبدو أن السوار يوفر التوازن الصحيح لحصاد الطاقة والقدرة على الارتداء.

“التصميم رخيص – أقل من خمسين سنتًا”، لاحظ المؤلفون، الذين فازت ورقتهم البحثية بجائزة أفضل ورقة مرموقة من مؤتمر جمعية آلات الحوسبة حول أنظمة الاستشعار الشبكية المدمجة. “لكن سوار+ يمكن أن يصل إلى ميكرو واط، وهو ما يكفي لدعم العديد من المستشعرات مثل مستشعرات مراقبة صحة الجسم التي تتطلب القليل من الطاقة للعمل نظرًا لتكرار أخذ العينات المنخفض وطول مدة وضع النوم.”

يقول شيونج: “نريد أن نكون قادرين على جمع الطاقة المهدرة من جميع أنواع المصادر من أجل تشغيل التكنولوجيا المستقبلية”.