Ett team av forskare, ledda av Domenico Giustiniano, forskningsdocent vid IMDEA Networks Institute, Madrid, har presenterat viktiga framsteg i skapandet av hållbara trådlösa kommunikationssystem. Detta representerar ett nytt steg mot att göra batterifria enheter till verklighet, genom sammansmältningen av två framväxande teknologier:LiFi och radiofrekvens (RF) backscatter. Potentiella tillämpningar inkluderar smarta hem, smarta städer och smart jordbruk.

Det förväntas att mer än 64 miljarder IoT-enheter kommer att distribueras till 2025, och de kommer att fungera med batterier. De kemiska komponenterna i dessa batterier hotar att ha en enorm miljöpåverkan på jorden. Det finns ett stort behov av att hitta en lösning för att ta bort batterierna utan att påverka kommunikationsprestanda och IoT-tjänster.

IMDEA-forskare föreslår att IoT-enheter kommer att fungera med energin från ljusemitterande dioder (LED) och alla andra ljuskällor, och data som tillhandahålls genom att modulera dessa lysdioder, ett koncept som kallas LiFi, och att IoT-enheter kommer att skicka tillbaka data genom att reflektera och modulera de RF-kommande signalerna som redan finns i miljön, en passiv och lågenergiöverföringsteknik som kallas RF-backscatter.

"Vårt arbete öppnar dörren till långväga, batterifria Internet of Things-applikationer som eftermonterar belysningsinfrastruktur för kommunikation, något som tidigare inte var möjligt att uppnå. Det är resultatet av tre års forskning; när vi började, LiFi-teknik och RF backscattering ansågs vara oberoende teknologier, och vi har visat att LiFi kan lösa begränsningarna för RF backscatter, och att LiFi kan tillämpas på ett nytt område, batterifri kommunikation", säger Dr. Giustiniano. IMDEA Networks-teamet (bildat av Domenico Giustiniano, Borja Genovés Guzmán och Muhammad Sarmad Mir) har njutit av samarbetet med Dr. Ambuj Varshney (Uppsala University, och snart biträdande professor vid National University of Singapore).

"Solceller har använts i stor utsträckning för att skörda energi. I det här arbetet går vi ett steg längre och visar att de kan användas effektivt och samtidigt som både en källa för kraftuttag och som en kommunikationsmottagare. Vår lösning löser kompromissen. mellan den infångade energin som krävs av IoT-enheten och den önskade datahastigheten, vilket gör att vårt system kan fungera utan att använda batterier", säger Borja Genovés Guzmán, Post-Doc-forskare vid IMDEA Networks och en av medförfattarna till den vetenskapliga artikeln.

Forskningen som har visat att energibegränsade IoT-enheter kan nå mycket långa räckviddsöverföringar utan att påverka deras strömförbrukning, kommer att presenteras på konferensen ACM MobiCom 2021. Representerar en överföring av teknisk kunskap till samhället och stöds av fonder från Community of Madrid, det spanska ministeriet för vetenskap och innovation och Europeiska unionen har forskningen nyligen presenterats för allmänheten vid evenemang som Science and Innovation Week och European Researchers' Night (organiserad i gemenskapen av Madrid av madri+d Stiftelsen för kunskap).