La duración de la batería es un tema importante en los dispositivos portátiles. Idealmente, siempre deben estar listos para recibir señales de control sin consumir mucha energía. Los investigadores de ETH Zurich ahora han desarrollado un receptor de potencia cero para la comunicación táctil que recolecta su energía directamente de la señal.

Tener dispositivos electrónicos siempre listos para funcionar a nuestro alcance tiene un costo. Según algunas estimaciones, el consumo de energía de los televisores, Reproductores de DVD, las lavadoras y otros electrodomésticos en modo de espera representan hasta una cuarta parte de la energía eléctrica total utilizada en un hogar promedio. Si bien eso es ciertamente un desperdicio deplorable, el problema se vuelve aún más crucial para los dispositivos que funcionan con baterías, especialmente la nueva generación perteneciente a la "Internet de las cosas", y dispositivos portátiles como rastreadores de actividad física o monitores de salud.

Queremos que estén constantemente preparados para recibir información, pero eso significa que consumirán energía continuamente, y las baterías se agotarán rápidamente. También, Las señales de control transmitidas por radio causan problemas de privacidad y seguridad. Michele Magno, investigador del Departamento de Tecnología de la Información e Ingeniería Eléctrica de ETH Zurich, ahora ha encontrado una forma inteligente de abordar estos problemas.

Inspiración de Disney

"El truco está en recolectar la energía necesaria para recibir un comando de despertador directamente desde el transmisor a través de un toque", explica Magno, que ha estado trabajando en tecnologías de recolección de energía y radio despertador durante muchos años. La idea del nuevo dispositivo se originó a partir de un encuentro casual con investigadores del laboratorio de investigación de Disney en Zúrich. que estaban interesados ​​en un interruptor activado por tacto para implantar en sus juguetes. "Tenían un enfoque que involucraba un receptor que agotaría las baterías en unas pocas horas, así que al final nada salió de esa colaboración ", Magno dice:pero agrega:"Aún así, mi curiosidad fue picada, y realmente creía que el receptor solo podría tener éxito si necesitaba energía cero. Entonces, Empecé a trabajar en un prototipo del dispositivo que tenía en mente en mi tiempo libre, y más tarde con la ayuda de los alumnos de mi maestría Philipp Mayer y Raphael Strebel ".

Recolección de energía por "tacto"

Mientras tanto, La idea de Magno se ha presentado como patente a la Oficina Europea de Patentes. Su principio es simple pero desafiante:el receptor, que no tiene batería propia, captura señales en un electrodo cuando es "tocado" por un cuerpo humano. Para que el receptor se despierte, antes de enviar la señal de comando real, una onda electromagnética modulada a una frecuencia de unos pocos megahercios, el transmisor agrega un "preámbulo" que dura unos pocos milisegundos y que no contiene información. La energía absorbida por el receptor durante ese tiempo se almacena en un condensador, que actúa como una fuente de energía para recibir y decodificar la señal de control real que sigue. El receptor puede activar otros dispositivos que consumen mucha energía en modo de suspensión, siempre que se haya recibido la identificación correcta.

"De este modo, tenemos un verdadero receptor de potencia cero que se puede utilizar de muchas formas ", Magno explica, "como sensores táctiles en su automóvil que lo reconocen y le abren las puertas". Esto podría ser mucho más seguro que las tecnologías actuales basadas en ondas de radio como RFID, que emiten sus señales a distancia y pueden, por lo tanto, ser pirateado. Otra área interesante es la comunicación intracorporal, en el que se colocan los dispositivos portátiles, por ejemplo, en ambos brazos de una persona, comunicarse entre sí, o intercambio de información de apretón de manos entre dos usuarios. Magno y sus colegas han demostrado que su prototipo de receptor tiene un alcance corporal de más de 1,7 metros. permitiendo la comunicación entre la muñeca del usuario y cualquier otra parte de su cuerpo.

Condiciones ideales en ETH

Cuando Michele Magno habla de su último trabajo, su entusiasmo es palpable, y tiene planes ambiciosos para el futuro. Con la ayuda de la oficina de transferencia de ETH, planea crear empresas de nueva creación que desarrollarán su prototipo en dispositivos comerciales para aplicaciones que van desde la comunicación táctil hasta la monitorización de trenes. Para llegar al punto en el que se encuentra ahora:involucrado en alrededor de diez proyectos de investigación diferentes con más de una docena de Ph.D. y estudiantes de maestría y posdoctorado:ha recorrido un largo camino desde su alma mater en Bolonia, donde obtuvo su Ph.D. en 2010.

Después de una breve estancia en ETH Zurich durante sus estudios de doctorado, trabajó como investigador postdoctoral en Irlanda y Francia durante unos años, eventualmente rechazando ofertas de trabajo como profesor asistente a favor de un puesto de posdoctorado en ETH en el grupo de Luca Benini en el Laboratorio de Sistemas Integrados (IIS), que recientemente se convirtió en un puesto permanente. El fundamento de esa elección fue simple, dice:"Lo que puedo hacer en mi puesto actual en ETH, No podría desempeñarme como profesor en ningún otro lugar de Europa, las condiciones aquí son simplemente ideales ".

Todavía, sus vínculos con la Universidad de Bolonia son fuertes, lo que también se refleja en su posición como Research Fellow allí, supervisando a un grupo de estudiantes que participan con gran éxito en concursos de innovación patrocinados por empresas tecnológicas. Cuando no está ocupado en el laboratorio inventando nuevos dispositivos, pasa tiempo con su familia:su esposa francesa, a quien conoció en Irlanda, y sus pequeñas hijas gemelas. Y quien sabe, tal vez algún día sus juguetes contengan los receptores de potencia cero que inventó papá.