Pada tahun 1945, sebuah salinan kayu yang diukir tangan dari Great Seal dari Amerika Syarikat digantung dalam kajian kediaman duta AS ke Kesatuan Soviet. Perinciannya adalah luar biasa-setiap bulu di sayap helang jelas jelas, paruhnya melengkung begitu saja. Tetapi ini bukan apa yang membuat sekeping itu mengejutkan.
Kandungan Terkait
- Mengapa Operator Radio Amatur Menonton Badai Harvey
- Mengecas Hadapan: Masa Depan Bateri
- Selamat Hari ke-10, iPhone! Jadi Apa yang Seterusnya?
Ia juga pepijat.
Meterai itu telah dibentangkan kepada duta besar sebagai gerakan damai oleh delegasi dari Pertubuhan Perintis Muda Kesatuan Soviet. Tetapi terselip dalam karya seni, tepat di bawah paruh burung, adalah alat pendengaran. Ia tidak mempunyai bateri atau elektronik aktif, menjadikannya hampir tidak dapat dikesan. Malah, ia tidak dijumpai selama tujuh tahun.
Sekarang, satu pasukan penyelidik di University of Washington di Seattle sekali lagi memanfaatkan teknologi serupa untuk operasi yang sama-sama mengejutkan, tetapi kurang terselindung: telefon bimbit tanpa bateri.
Walaupun ia tidak mungkin reka bentuk akan menggantikan telefon pintar yang lapar kuasa kita, teknologi itu mempunyai janji untuk membantu dalam secubit. "Katakan anda terkandas di suatu tempat dan telefon anda kehabisan bateri, " kata Vamsi Talla, yang bekerja di projek itu ketika dia seorang ahli penyelidikan di University of Washington. "Anda masih boleh membuat panggilan 911, yang boleh menjadi penyelamat."
Dengan telefon bimbit biasa, terdapat dua perkara yang menggunakan banyak kuasa, kata Talla. Pertama, telefon anda perlu menukar suara anda (isyarat analog) ke isyarat digital. Kedua, ia menghantar isyarat dalam bentuk frekuensi radio ke menara.
Jadi pasukan melepaskan komponen ini dari telefon mereka yang direka bentuk semula. Sebaliknya, mereka menggunakan pengetua asas teknologi era Soviet untuk mengolah semula fungsi peranti itu.
Dalam kes Besar Seal Bug, suara-suara di dalam bilik menyebabkan diafragma kecil tersembunyi dalam struktur untuk bergetar dan mengubah resonans rongga dalaman. Untuk mendengar, ejen-ejen Soviet yang bersemangat di jalan itu hanya perlu memfokuskan frekuensi radio gelombang ke arah yang tepat, yang mengaktifkan antena di dalam pepijat. Kemudian mereka dapat mengumpul pantulan yang memantul kembali-juga dikenali sebagai backscatter.
Dalam kes telefon bebas bateri, isyarat radio sentiasa dipancarkan dari stesen pangkalan jauh. Apabila seseorang bercakap ke dalam peranti, frekuensi ini dapat dilihat kembali ke stesen pangkalan. Ia kemudian menjadi tugas stesen pangkalan untuk menyambung ke rangkaian selular dan menghantar panggilan.
"Anda tidak boleh melanggar undang-undang fizik, " kata Talla. "Jika ada sesuatu yang perlu dilakukan banyak kerja maka ia memerlukan banyak kuasa." Jadi, bukannya telefon melakukan kebanyakan kerja, stesen pangkalan menjadi sebuah pusat komunikasi. Telefon itu sendiri menggunakan hanya beberapa mikrowatts kuasa, menuai tenaganya sama ada dari gelombang radio atau cahaya ambien. Untuk tenaga suria, peranti menggunakan fotodiod kecil (1 cm persegi).
Buat masa ini, sistem ini dibina dengan sempurna sama sekali dengan komponen luar. Pengguna memakai fon kepala untuk mendengar panggilan. Ia tidak mempunyai skrin dan kelihatan seperti papan komputer dengan pad nombor sensitif sentuhan. Ia juga lebih seperti walkie-talkie daripada telefon, kata Talla. "Anda boleh bercakap atau menerima pada satu-satu masa." Untuk bercakap, pengguna menekan butang dan bercakap ke dalam alat.
Untuk prototaip awal ini, para penyelidik telah memohon paten untuk, kualiti bunyi tidak bagus dan pengguna mesti berada dalam jarak 50 kaki dari stesen pangkalan untuk telefon berfungsi. Walaupun para penyelidik berharap untuk meningkatkan rangkaian, telefon itu mungkin bukan sesuatu yang orang di lokasi terpencil akan dengan mudah dapat beralih jika masalah menyerang.
"Keseluruhan apa yang mereka lakukan adalah sangat menarik dan mereka mengejar matlamat yang semua orang akan suka dan membunuh, " kata David Blaauw, seorang jurutera elektrik yang penyelidikan di University of Michigan menekankan reka bentuk kuasa rendah. "Ia adalah satu pelaksanaan yang sangat baik dan sistem yang sangat lengkap yang mereka tunjuk, tetapi ada beberapa isu yang kelihatan agak penting untuk reka bentuk."
Untuk satu, kata Blaauw, yang tidak terlibat dalam penyelidikan, rangkaian telefon akan menjadi sukar untuk diperkuatkan kerana kekuatan isyarat sangat berkurang dengan jarak. Dan menggunakan backscattering, isyarat itu harus pergi jauh. "Isyarat ini harus pergi dari basestasi ke telefon bimbit dan kemudian dapat dipantulkan secara pasif dan kemudian kembali ke stesen pangkalan, " katanya. "Itu sebabnya puluhan meter tidak beratus-ratus meter atau kilometer, yang merupakan telefon bimbit moden." Malah, pakar telekomunikasi mengatakan bahawa telefon bimbit moden boleh menyambung ke sebuah menara lebih daripada 20 batu jauhnya.
Isu lain, kata Blaauw, boleh menjadi gangguan. Oleh kerana stesen pangkalan sedang berusaha untuk memilih perubahan kecil dalam gelombang radio secara pasif, banyak telefon yang berfungsi serentak dapat membuatnya mencabar untuk memilih isyarat yang betul dalam semua bunyi. Tetapi Talla mengatakan bahawa mereka sedang berusaha untuk menyelesaikan masalah ini dalam prototaip masa depan, menggunakan stesen pangkalan untuk pemprosesan tambahan dan penapisan.
Pasukan ini meneruskan kerja mereka pada telefon bebas bateri dengan kerjasama Jeeva Wireless, sebuah syarikat berputar dari penyelidikan makmal yang difokuskan pada mengkomersilkan Wi-Fi kuasa ultra rendah. Talla, yang kini CTO Jeeva, mengatakan bahawa mereka merancang untuk memasukkan kamera untuk gambar dan kemampuan teks menggunakan skrin E-ink - teknologi yang sama yang dilihat pada Kindle dan e-pembaca lain. Satu lagi masa depan yang mungkin untuk alat itu adalah untuk memasukkannya ke dalam telefon pintar biasa, kata Talla. Dengan cara itu, jika bateri mati, pengguna masih boleh membuat panggilan kecemasan. Sama ada, mereka berharap untuk meningkatkan kualiti panggilan dengan membangunkan mikrofon yang direka khas untuk backscatter.
Menurut Talla, peranti ini mempunyai masa depan yang cerah dengan teknologi generasi akan datang. "Pilihan 5G akan membuat teknologi kami lebih praktikal, " katanya. Dengan 5G, syarikat merancang untuk menggerakkan stesen pangkalan selular lebih dekat bersama-sama untuk membolehkan kadar data yang lebih tinggi. Untuk telefon bimbit tanpa bateri, peralihan ke menara selular yang lebih dekat akan meningkatkan liputan, terutamanya dalam persekitaran bandar.
Walaupun idea itu adalah satu yang menarik, ia akan menjadi masa yang lama sebelum telefon bimbit bebas bateri menjadikannya pasaran. Buat masa ini, sekurang-kurangnya, anda masih perlu menyimpan kabel pengecasan tambahan di tangan.
