Les chercheurs utilisent le corps pour récolte gaspiller de l’énergie pour alimenter des appareils portables.
Énergie sans fil – concept artistique. Crédit image : Pxhere, domaine public CC0
Alors que vous commencez tout juste à récolter les avantages de la technologie sans fil 5G, des chercheurs du monde entier travaillent déjà dur sur l’avenir : la 6G. L’une des percées les plus prometteuses dans les télécommunications 6G est la possibilité de la communication par lumière visible (VLC), qui est comme une version sans fil de la fibre optique, utilisant des éclairs de lumière pour transmettre des informations.
Maintenant, une équipe de chercheurs de l’Université du Massachusetts Amherst a annoncé qu’ils ont inventé un moyen innovant et peu coûteux de récupérer l’énergie perdue de VLC en utilisant le corps humain comme antenne. Cette énergie perdue peut être recyclée pour alimenter une gamme d’appareils portables, ou même, peut-être, des appareils électroniques plus gros.
L’équipe a expérimenté l’utilisation de différents objets quotidiens pour amplifier la puissance récoltée et a découvert que le corps humain est l’un des meilleurs matériaux. Crédit : Cui et al., 10.1145/3560905.3568526
« VLC est assez simple et intéressant », déclare Jie Xiong, professeur d’information et d’informatique à UMass Amherst et auteur principal de l’article. « Au lieu d’utiliser des signaux radio pour envoyer des informations sans fil, il utilise la lumière des LED qui peuvent s’allumer et s’éteindre jusqu’à un million de fois par seconde. »
Une partie de l’attrait de VLC est que l’infrastructure est déjà partout – nos maisons, véhicules, lampadaires et bureaux sont tous éclairés par des ampoules LED, ce qui pourrait aussi transmettre des données. « Tout ce qui a un appareil photo, comme nos smartphones, tablettes ou ordinateurs portables, pourrait être le récepteur », explique Xiong.
Auparavant, Xiong et premier auteur Minhão Cuiétudiant diplômé en sciences de l’information et informatique à l’UMass Amherst, a montré qu’il y a une « fuite » d’énergie importante dans les systèmes VLC, car les LED émettent également des « signaux RF à canal latéral » ou ondes radio. Si cette énergie RF qui fuit pouvait être récupérée, elle pourrait alors être utilisée.
La première tâche de l’équipe a été de concevoir une antenne à partir de fil de cuivre enroulé pour collecter les fuites RF, ce qu’ils ont fait. Mais comment maximiser la collecte d’énergie ?
L’équipe a expérimenté toutes sortes de détails de conception, de l’épaisseur du fil au nombre de fois où il a été enroulé, mais ils ont également remarqué que l’efficacité de l’antenne variait en fonction de ce que l’antenne touchait.
Différentes conceptions de bobines influencent la quantité d’énergie récoltée. Crédit : Cui et al., 10.1145/3560905.3568526
Ils ont essayé de poser la bobine sur du plastique, du carton, du bois et de l’acier, ainsi que de la toucher sur des murs de différentes épaisseurs, des téléphones allumés et éteints et des ordinateurs portables. Et puis Cui a eu l’idée de voir ce qui se passait lorsque la bobine était en contact avec un corps humain.
Immédiatement, il est devenu évident qu’un corps humain est le meilleur moyen d’amplifier la capacité de la bobine à collecter l’énergie RF qui fuit, jusqu’à dix fois plus que la bobine nue seule.
Après de nombreuses expérimentations, l’équipe a mis au point le « Bracelet+ », une simple bobine de fil de cuivre portée comme un bracelet sur la partie supérieure de l’avant-bras. Bien que le design puisse être adapté pour être porté comme une bague, une ceinture, un bracelet de cheville ou un collier, le bracelet semblait offrir le bon équilibre entre la récupération de puissance et la portabilité.
« La conception est bon marché – moins de cinquante cents », notent les auteurs, dont l’article a remporté le prestigieux prix du meilleur article de la conférence de l’Association for Computing Machinery sur les systèmes de capteurs en réseau embarqués. « Mais Bracelet + peut atteindre jusqu’à micro-watts, suffisamment pour prendre en charge de nombreux capteurs tels que les capteurs de surveillance de la santé sur le corps qui nécessitent peu d’énergie pour fonctionner en raison de leur faible fréquence d’échantillonnage et de leur longue durée de veille. »
« En fin de compte », déclare Xiong, « nous voulons être en mesure de récupérer l’énergie résiduelle de toutes sortes de sources afin d’alimenter la technologie future ».
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