Мобилен телефон без батерия – възможно ли е?

Здравейте, здравейте! Обаждам се от безбатериен телефон.

Това са думите, изречени от Вамси Тала в претъпкана лаборатория във Вашингтонския университет в Сиатъл. Те бяха едва различими от статичния, пукащ шум. Но фактът, че изобщо са разбираеми през близкостоящ смартфон, е революционен. Причината е, че телефонът на Тала няма никаква батерия. Вместо това устройството си извлича малкото му нужна енергия от въздуха.

Прототипният телефон е кулминация на дългогодишни усилия от страна на Тала като научен сътрудник в лабораторията на Джошуа Смит. Той има изследвания в областта на компютърните науки и електронното инженерство във Вашингтонския университет. „Ако трябваше да изберете едно устройство, което да работи без батерия, кое щяхте да изберете?“ пита Смит. „Мобилният телефон е едно от най-полезните неща. Представете си колко невероятно ще е, ако дори след като ви падне батерията, пак можете да разговаряте и изпращате съобщения.“

Проблеми с концепцията за мобилен телефон без батерия

За да сработи визията им, ще трябва да се преосмисли почти целия начин, по който функционира един модерен мобилен телефон. За да може да работи без батерия, телефонът ще трябва да разчита единствено на енергията, която може да събира от заобикалящата го обстановка.

Светлината може да бъде превърната в електричество чрез соларни панели или фотодиоди. Радио, ТВ и Wi-Fi вълни биват превръщани в електричество чрез антена. Хибридна система, използваща и двете системи, може да генерира няколко десетки микровата. Но проблемът остава, защото един традиционен мобилен телефон използва около 800 миливата по време на разговор.

Първият проблем, който екипът решава да пребори, е комуникацията. Лабораторията на Смит разработва технология, наречена backscatter, която позволява на дадено устройство да комуникира, като отразява идващите радиовълни, както наранен катерач би ползвал огледало, за да сигнализира на спасителите. Смит вече е започнал програма, наречена Jeeva Wireless, която да комерсиализира наречения от него „пасивен Wi-Fi”. Това е дигитална backscatter технология за устройства, които използват малки  Wi-Fi ресурси. Но дори „пасивният Wi-Fi” се оказва твърде неикономичен за проекта им.

Техническите предизвикателства

„Конвертирането на аналогова човешка реч в дигитални сигнали използва много енергия.“ казва Тала.“ Оказва се, че ако ползваш аналогов сигнал, си по-енергоикономичен.“ Тоест- мобилният телефон използва дигитални сигнали, за да набира номера, a backscatter процесът за обаждания е изцяло аналогов.

Докато разработвал аналоговия backscatter, Смит разбрал, че преоткрива шпионска технология, използвана през Студената война. През 1945 Съветският съюз подарява на Американския посланик в Москва дърворезба на Великия печат на САЩ. Вътре в дърворезбата било скрито подслушвателно устройство, което се активирало само при облъчване от определени честоти на радиовълните, като използвало енергията от самите тях, за да работи.

Също както и при подслушващото устройство, някои ключови елементи от телефона на Тала са на разстояние, за да се пести енергия. Близкостояща базова станция отговаря за конвертирането на аналоговия сигнал в дигитален и изпращането му по мобилната мрежа. За момента това се случва чрез Skype. Прототипната станция ползва нелицензирана честота за супер ефективни прехвърляния на данни. Заради това, че телефонът разчита на тези сигнали за да се захранва, има много ограничен обхват от едва 15 метра от станцията.

За да се развие комерсиално телефонът, станцията може да бъде вградена във Wi-Fi рутер или в традиционен предавател. „Истинските предаватели имат стотици пъти повече мощност и биха могли да разширят обсега до километър.“ споделя Тала.

Какво крие бъдещето?

Има да се извърви доста дълъг път преди това да стане реалност. В момента телефонът има бутони и миниатюрен червен LED дисплей, който едва присветва при натискането на бутон. Голям тъчскрийн ще има нужда от около 400 миливата, около 100 000 пъти повече от нужното сега.

Най-важното – обажданията все още са странни. Налага се да натискаш бутон (като при уоки-токи), за да преминеш от режим на слушане в режим на говорене и обратно. А поддържането на разговор през статичния шум е почти невъзможно.

Тала обещава по-добро качество на разговора и E-Ink дисплей за текстови съобщения в следващото поколение. А Смит споделя, че дори в сегашния си вариант прототипът е значително по-евтин от нормален телефон. При масово производство разликата би станала още по-голяма. И никога повече няма да се тревожиш, че си си забравил зарядното у вас.