الرئيسية - المساحة الإخبارية - بدون كهرباء، وبدون بطاريات: مستقبل الاتصال بشبكة الانترنت

بدون كهرباء، وبدون بطاريات: مستقبل الاتصال بشبكة الانترنت

تخيل عالماً حيث تكون ساعة المعصم الخاصة بك أو جهاز آخر قابل للارتداء متصلين مباشرةً بحسابك على شبكة الانترنت، وتقوم بتخزين معلومات حول نشاطاتك اليومية، وذلك بدون استخدام أية بطارية، أو تخيل حساسات لا تحتاج لأية بطاريات، تحيط بمنزلك، بحيث تتعقب درجة الحرارة بشكلٍ متواصل، ومن ثم تقوم بإرسال هذه المعلومات إلى منظمك الحراري للحفاظ على الطاقة بأفضل شكل. أليس هذا أمراً ممتعاً ؟

هذا الواقع من “انترنت الأشياء Internet of Things” ليس بعيداً عنا كما يتوقع البعض، ومن المتوقع أن يتوسع ليشمل مليارات الأجهزة التي نستخدمها يومياً. يمكن أن يتم تضمين الحساسات بكافة الأجهزة المختلفة التي نستخدمها بحياتنا اليومية، وذلك من أجل مراقبة وتعقب كل ما يحيط بنا، وذلك بدءاً من السلامة الهيكلية للجسور – على سبيل المثال – وصولاً لسلامة وصحة قلب الإنسان نفسه. العقبة الأساسية تجاه تحقيق هذا الواقع وهذه التصورات، هي إيجاد مصادر منخفضة الكلفة للطاقة، لإبقاء هذه الأجهزة متصلة بالانترنت طوال الوقت. (يمكنكم قراءة مقالنا المتعلق بتطوير شريحة حساسة تعمل بدون بطارية ومن أجل تطبيقات انترنت الأشياء).

الآن، قام مجموعة من المهندسين في جامعة واشنطن بتصميم نظام اتصالات يقوم باستخدام إشارات الترددات الراديوية كمصدر طاقة ويقوم أيضاً بإعادة استخدام بنية شبكات اتصال Wi-Fi لتأمين اتصال مستمر بالانترنت لهذه الأجهزة المختلفة. تم تسمية هذه التقنية ” Wi-Fi Backscatter “، وهي أول تقنية تستطيع أن تؤمن اتصالاً لأجهزة بدون بطاريات ببنية شبكات Wi-Fi.

يقول شيام غولاكوتا، البروفيسور المساعد في علوم الحاسب بجامعة واشنطن :” إذا كان مفهوم انترنت الأشياء يتجه نحو الاندثار، فإنه يتوجب علينا أن نقوم بتأمين الاتصالية لملياراتٍ من الأجهزة التي تعمل بدون بطاريات والتي سيتم تضمينها بكافة الأجهزة الحياتية اليومية. نحن نتملك الآن إمكانية تأمين الاتصال للعديد من الأجهزة بشبكة Wi-Fi بطريقةٍ تستهلك طاقة أقل مما يتطلبه الاتصال التقليدي بشبكة Wi-Fi “.

تم بناء هذا العمل على أبحاثٍ سابقة أظهرت إمكانية العمل بطاقةٍ منخفضة للعديد من الأجهزة مثل حساسات الحرارة أو التقنيات القابلة للارتداء، وذلك عبر استغلال الطاقة من الترددات الراديوية المتواجدة بمصادر متنوعة، مثل التلفزيون والإشارات اللاسلكية المنتشرة في الهواء. العمل الجديد قام بالانتقال خطوة إضافية، وذلك عبر وصل كل جهاز منفرد بشبكة الانترنت اعتماداً على تشغيله من طاقة الترددات الردايوية، وهو أمرٌ لم يتم من قبل.

التحدي الأساسي الذي واجه الباحثين بتزويد الاتصال بشبكة Wi-Fi لهذه الأجهزة، هو أن شبكات Wi-Fi منخفضة الطاقة التقليدية تستهلك طاقةً تعادل 3 إلى 4 مرات من تلك التي يمكن الحصول عليها من طاقة الترددات الراديوية المنتشرة. ما قام به الباحثون هو تطوير نموذج أولي لبطاقة هوائي، تستطيع أن تؤمن الاتصالية بشبكة Wi-Fi لأجهزة مثل الحواسيب المحمولة أو الهواتف الذكية، عبر استهلاك مقدار ضئيل جداً ومهمل – تقريباً – من الطاقة.

تعمل هذه البطاقات – بشكل أساسي – عبر البحث عن إشارات Wi-Fi المنتقلة بين جهاز التوجيه Router والحاسوب المحمول أو الهاتف الذكي، ثم تقوم هذه البطاقات بتشفير المعطيات بشكلٍ يغير قليلاً من الإشارات اللاسلكية. الأجهزة التي تمتلك القدرة على الاتصال بشبكة Wi-Fi – مثل الحواسيب المحمولة أو الهواتف الذكية – ستكون قادرة على كشف هذه التغيرات الصغيرة بالإشارات اللاسلكية، وبالتالي ستكون قادرة على استقبال الإشارات من هذه البطاقات.

بهذه الطريقة، فإن جهازاً قابلاً للارتداء مثل ساعة المعصم، سيكون قادراً على تحميل البريد الالكتروني الخاص بك أو إفراغ معطيات العمل الخاصة بك ضمن جدول عمل لغوغل Google Spreadsheet.

تمكنت بطاقة التشتت الارتدادي Wi-Fi Backscatter Tag التي تم تطويرها بجامعة واشنطن من الاتصال بأحد الأجهزة المتصلة بشبكة Wi-Fi بسرعة اتصال تبلغ 1 كيلوبت/ثانية وذلك ضمن مسافة تبلغ مترين بينها وبين الجهاز. يخطط الباحثون حالياً لتوسيع مجال العمل إلى حوالي 20 متر وتسجيل براءة اختراع لتقنيتهم هذه.

المصدر: موقع Phys.org

للاطلاع على الموقع الخاص بالمشروع: اضغط هنا

للاطلاع على الورقة البحثية الخاصة بالمشروع: اضغط هنا

عن ماريو رحال

ماريو رحال
مهندس طبي ومدون تقني. مدير موقع عالم الإلكترون.

تعليق واحد

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

x

‎قد يُعجبك أيضاً

[هواوي ضد العالم] حظر جديد ضد قدرة الشركة على استخدام بطاقات الذواكر SD

لا يبدو أن الوضع سيتحسن بالنسبة لشركة هواوي الصينية فيما يتعلق بقرار حظر التعامل معها ...