Μελέτη: Το φως του ήλιου θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την ασύρματη μετάδοση δεδομένων

Η χρήση του ηλιακού φωτός για την αποστολή δεδομένων θα προσφέρει έναν πιο οικολογικό τρόπο επικοινωνίας.

Το φως του ήλιου που περνά μέσα από ένα παράθυρο θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την ασύρματη μετάδοση δεδομένων σε ηλεκτρονικές συσκευές. Αυτό ανακάλυψε ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας King Abdullah (KAUST). Στο παρελθόν, ο Μπασέμ Σιχάντα, αναπληρωτής καθηγητής Πληροφορικής στο KAUST, είχε προσπαθήσει να κωδικοποιήσει δεδομένα σε μια τεχνητή πηγή φωτός.

«Ήθελα να χρησιμοποιήσω μια κάμερα κινητού τηλεφώνου για να καταγράψω σε βίντεο την κωδικοποιημένη ροή φωτός και να προσπαθήσω να αποκωδικοποιήσω το βίντεο για να ανακτήσω τα δεδομένα. Τότε σκέφτηκα, γιατί να μην κάνω το ίδιο και με το φως του ήλιου;» δήλωσε ο Σιχάντα. «Έτσι αρχίσαμε να εξερευνούμε την ιδέα του ηλιακού φωτός ως φορέα πληροφοριών».

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση «IEEE Photonics Journal», «σημαντικές ποσότητες φωτός του περιβάλλοντος παραμένουν ανεκμετάλλευτες και χρησιμοποιούνται κυρίως για σκοπούς φωτισμού. Το φως αυτό μπορεί να διαμορφωθεί για τη μετάδοση δεδομένων προσφέροντας μια συμπληρωματική λύση για την ασύρματη επικοινωνία».

Η ομάδα του KAUST σχεδίασε ένα «έξυπνο» σύστημα γυαλιού (Switchable glass) που κωδικοποιεί δεδομένα στο φως, τα οποία στη συνέχεια θα μπορούσαν να ανιχνευθούν και να αποκωδικοποιηθούν από ηλεκτρονικές συσκευές. Το σύστημα δεν είναι μόνο καινοτόμο, αλλά προτείνει και έναν πιο οικολογικό τρόπο επικοινωνίας σε σύγκριση με τη συμβατική μετάδοση δεδομένων μέσω Wi-Fi ή κινητής τηλεφωνίας.

Το καινοτόμο αυτό σύστημα αποτελείται από δύο μέρη – έναν διαμορφωτή φωτός που μπορεί να ενσωματωθεί σε μια γυάλινη επιφάνεια, και έναν δέκτη.

«Ο διαμορφωτής είναι μια συστοιχία από τα ‘έξυπνα’ στοιχεία που είναι γνωστά ως Dual-cell Liquid Crystal Shutters (DLSs)», δήλωσε ο Οσάμα Αμίν, ερευνητής στο εργαστήριο του Σιχάντα. Η συστοιχία θα απαιτεί μόνο 1 Watt για να λειτουργήσει και θα κωδικοποιεί σήματα στο φως, λειτουργώντας σαν φίλτρο. Η ισχύς θα παρέχεται από ένα μικρό ηλιακό πάνελ.

Η Σαχάρ Αμάρ, φοιτήτρια στην ομάδα του Σιχάντα, εξήγησε ότι τα δεδομένα κωδικοποιούνται συνήθως με τη μεταβολή της έντασης του φωτός. «Αλλά αν η συχνότητα αυτών των αλλαγών έντασης είναι πολύ χαμηλή, μπορεί να ανιχνευθεί από το ανθρώπινο μάτι και να προκαλέσει ένα δυσάρεστο φαινόμενο τρεμοπαίγματος», είπε.

Για αυτό και το DLS έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορεί να χειρίζεται την πόλωση.

«Η αλλαγή στην πόλωση του φωτός είναι ανεπαίσθητη στο μάτι, εξαλείφοντας έτσι το πρόβλημα του τρεμοπαίγματος», εξήγησε. «Το σύστημα επικοινωνίας λειτουργεί αλλάζοντας την πόλωση του εισερχόμενου ηλιακού φωτός στην πλευρά του διαμορφωτή. Ο δέκτης μπορεί να ανιχνεύσει αυτή την αλλαγή για να αποκωδικοποιήσει τα μεταδιδόμενα δεδομένα».

Σύμφωνα με την ομάδα, η σχεδιασμένη διάταξη μπορεί να μεταδώσει δεδομένα με ταχύτητα 16 kilobits ανά δευτερόλεπτο.

«Προμηθευόμαστε τώρα το απαραίτητο υλικό για μια πρωτότυπη εφαρμογή σε δοκιμαστικό περιβάλλον. Θα θέλαμε να αυξήσουμε τους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων από kilobits σε mega και gigabits ανά δευτερόλεπτο», πρόσθεσε ο Σιχάντα.

Interesting Engineering – ertnews.gr