Ingenieros de Stanford transmiten datos inalámbricos usando ruido térmico ambiental
Un novedoso método de comunicación modula las vibraciones de los electrones en lugar de generar ondas de radio activas, lo que reduce el consumo de energía hasta mil veces.
Por Letizia Giugliano
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Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado un método de comunicación inalámbrica que transmite datos binarios sin generar activamente una onda de radio. Descrito en un estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (Proceedings of the National Academy of Sciences), la innovación manipula la estática de fondo para entregar información. El sistema permite que sensores de baja potencia se comuniquen consumiendo hasta mil veces menos energía que los transmisores de radio convencionales.
Aprovechar la estática de los electrones en movimiento
Los dispositivos inalámbricos suelen depender de transmisores de radio activos que requieren una potencia considerable para producir ondas portadoras. Según informa TechXplore, la autora principal, Zerina Kapetanovic, profesora adjunta de ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford, exploró inicialmente la telemetría de baja potencia mientras investigaba sensores agrícolas en la Universidad de Washington. En busca de una alternativa a los pings que consumen energía, el equipo investigó el ruido térmico, la estática eléctrica microscópica causada por el movimiento de los electrones dentro de los conductores, lo que marca una nueva y prometedora innovación en la transmisión inalámbrica ambiental.
«El transmisor es capaz de modular una señal entre más frío y más caliente, pero lo hace sin enfriar nada. Es solo un reflector».
— Joseph Kahn, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford
Modular señales con un refrigerador de electrones
Para analizar cómo los componentes a temperatura ambiente podían intercambiar datos sin diferencias de temperatura, los estudiantes de posgrado Geneva Ecola y Jida Zhang construyeron una cámara prototipo blindada, según TechXplore. Dentro del recinto, una antena transmisora alterna entre un circuito abierto y un cortocircuito para representar unos y ceros digitales. En el extremo opuesto, el amplificador receptor funciona como un refrigerador de electrones, enfriando el movimiento de los electrones para que la estática reflejada entrante alterne entre estados más calientes y más fríos sin refrigeración física.
Modelado matemático y próximos pasos
Trabajando junto al profesor de ingeniería eléctrica Joseph Kahn, el equipo derivó un modelo matemático de canal que rige los parámetros de transmisión, según detalla TechXplore. La aplicación de este marco matemático para perfeccionar su banco de pruebas aumentó la velocidad de transferencia de datos 100 veces. Aunque el hardware actual se ha verificado dentro de una cámara aislada, los investigadores trabajan para interconectar múltiples transmisores y mantener la estabilidad de la señal en entornos exteriores más ruidosos, acercando esta innovadora invención a un despliegue práctico.
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