Công nghệ mới tiết kiệm năng lượng gấp 10 lần có thể 'soán ngôi' Bluetooth

Các nhà khoa học đã tạo ra công nghệ không dây mới mà một ngày nào đó có thể sánh ngang với công nghệ truyền thông không dây đang thịnh hành hiện nay là Bluetooth. Công nghệ mới đòi hỏi ít năng lượng đến mức có thể giúp thiết bị hoạt động lâu hơn gấp 5 lần trong một lần sạc.

Hiện tại, các công nghệ không dây chính – bao gồm Wi-Fi, 5G và Bluetooth – được nhúng trong các thiết bị như điện thoại thông minh và thiết bị đeo đều dựa vào cấu hình vô tuyến cổ điển. Chúng truyền dữ liệu qua sóng điện từ được tạo ra bởi sự điều chế trường điện từ.

Nhưng công nghệ thay thế mới này lại dựa vào sự điều chế điện trường. Các thiết bị truyền tín hiệu hoán đổi bộ khuếch đại công suất được sử dụng trong công nghệ không dây thông thường thành bộ khuếch đại điện áp tạo ra điện trường tầm ngắn.

Các bộ khuếch đại điện áp này cũng tạo ra trường điện từ yếu, nhưng bộ thu - các điện cực không được điều chỉnh chứ không phải ăng-ten đã điều chỉnh - được cấu hình để chỉ thu dữ liệu truyền qua điện trường. (Hệ thống vô tuyến thông thường tạo ra điện trường cùng với trường điện từ, nhưng chúng phân hủy rất nhanh và không được sử dụng để truyền thông tin.)

Điện năng chỉ được tiêu thụ trên thiết bị thu khi có điện tích hoặc phóng điện trên điện cực thu - một quá trình được gọi là ghép điện dung - chứ không phải do truyền năng lượng liên tục qua không khí như trong cấu hình vô tuyến cổ điển. Do đó, công nghệ mới có tên là "Giao tiếp cảm biến tiềm năng điện" ( EPSComm ), tiêu thụ một phần năng lượng mà Bluetooth sử dụng.

"Công nghệ mới này có nghĩa là các thiết bị đeo và thiết bị di động sẽ có thể hoạt động lâu hơn khi sạc pin. Về cơ bản hơn, có thể sử dụng pin nhỏ hơn và thu nhỏ thiết bị hơn nữa nhờ khả năng tiết kiệm năng lượng do công nghệ truyền thông mới này mang lại. Điều này mở ra những khả năng mới cho các thiết bị đeo nhỏ, chẳng hạn như tai nghe nhét tai (tai nghe thông minh), nhẫn thông minh hoặc thậm chí là thiết bị điện tử được tích hợp vào quần áo”, Daniel Roggen , giáo sư công nghệ thiết bị đeo tại Đại học Sussex, cho biết.

Trong các thử nghiệm, nhóm của Roggen phát hiện ra rằng EPSComm được tối ưu hóa tiêu thụ điện năng ít hơn 10 lần so với Bluetooth, điều này có thể khiến pin của thiết bị có thời lượng dài hơn từ 4 đến 5 lần giữa các lần sạc.

EPSComm đã đạt được thông lượng dữ liệu lên tới 600 kilobit mỗi giây, tốc độ này đủ nhanh cho các ứng dụng âm thanh, video và thực tế ảo (VR). Trong khi Bluetooth hiện nay thường có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn thì thế hệ Bluetooth đầu tiên chỉ truyền ở tốc độ 125 kbps.

Các tín hiệu điện từ EPSComm truyền đi khoảng cách ngắn hơn nhiều so với Bluetooth, đây là một sự đánh đổi, nhưng điều đó cũng có nghĩa là giảm nguy cơ bị nghe lén hoặc nhiễu tín hiệu.

Tuy nhiên, thay vì thay thế hoàn toàn Bluetooth, công nghệ mới có thể bổ sung cho tiêu chuẩn không dây trong các thiết bị trong tương lai, Roggen cho biết.

Ví dụ: ai đó có thể kết nối tai nghe với điện thoại thông minh của họ bằng EPSComm, nhưng nếu họ bỏ đi, hệ thống sẽ tự động chuyển sang kết nối Bluetooth, có phạm vi dài hơn nhiều.

Nhóm đã chế tạo một số thiết bị EPSComm nguyên mẫu, nhưng bộ phát và bộ thu có kích thước xấp xỉ 3 x 3 cm. Kích thước này quá lớn để vừa với điện thoại thông minh hoặc thiết bị đeo ngày nay, chẳng hạn như tai nghe chạy bộ .

Sau khi thiết lập một nguyên mẫu hoạt động được, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các mối quan hệ đối tác công nghiệp để giảm kích thước của các bộ phận để chúng phù hợp với các thiết bị cá nhân nhỏ.