Con chip tùy chỉnh, có kích thước gần bằng một hạt cát và chỉ tốn vài xu để sản xuất, cần rất ít năng lượng để có thể cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng tín hiệu LTE, một kỹ thuật khai thác năng lượng RF. Ảnh: UCSD

Công nghệ này kết hợp một con chip được tích hợp trong bao bì sản phẩm và một bản cập nhật phần mềm trên điện thoại. Điện thoại có thể xác định các đối tượng dựa trên tín hiệu mà chip phát ra từ các tần số cụ thể, chẳng hạn như Bluetooth hoặc WiFi. Trong môi trường công nghiệp, điện thoại thông minh có bản cập nhật phần mềm có thể được sử dụng làm đầu đọc RFID. 

Công việc khai thác những đột phá trong giao tiếp tán xạ ngược, sử dụng các tín hiệu đã được điện thoại thông minh của bạn tạo ra và chuyển hướng chúng trở lại ở định dạng mà điện thoại của bạn có thể hiểu được. Thực tế, kỹ thuật này sử dụng ít năng lượng hơn 1000 lần so với công nghệ hiện đại để tạo tín hiệu WiFi.

Những tiến bộ này đã cho phép giao tiếp năng lượng rất thấp giữa các thành phần và phần cứng của Internet of Things, chẳng hạn như bộ thu phát WiFi hoặc Bluetooth, cho các ứng dụng như cảm biến trên cơ thể hoặc trình theo dõi tài sản. 

Con chip tùy chỉnh, có kích thước gần bằng một hạt cát và chỉ tốn vài xu để sản xuất, cần ít năng lượng đến mức nó có thể được cung cấp hoàn toàn bằng tín hiệu LTE, một kỹ thuật khai thác năng lượng RF. Con chip này biến đường truyền Bluetooth thành tín hiệu WiFi, tín hiệu này có thể được phát hiện bởi điện thoại thông minh với bản cập nhật phần mềm cụ thể đó.

Nhóm sẽ trình bày công việc của họ tại Hội nghị mạch thể rắn quốc tế IEEE San Francisco.

Hiện tại, điều chế tán xạ ngược tiên tiến nhất yêu cầu hai thiết bị bên ngoài để truyền, nhận và đọc tín hiệu. Bài báo hội nghị này trình bày mạch tích hợp tán xạ ngược đầu tiên cho phép giao tiếp không dây và hoạt động không cần dùng pin từ một thiết bị di động duy nhất. 

Cách tiếp cận này cho phép một cách mạnh mẽ, chi phí thấp và có thể mở rộng để cung cấp năng lượng và cho phép liên lạc theo cách giống như RFID trong khi sử dụng điện thoại thông minh làm thiết bị đọc và cấp nguồn tín hiệu. 

Hứa hẹn rộng lớn hơn của công nghệ là phát triển các thiết bị không cần pin vì thay vào đó, chúng có thể thu năng lượng từ tín hiệu LTE, sẽ cho ra các thiết bị rẻ hơn đáng kể, tồn tại lâu hơn, lên đến vài thập kỷ. 

Rác thải điện tử, đặc biệt là pin, là một trong những vấn đề lớn nhất mà hành tinh đang phải đối mặt sau biến đổi khí hậu. 

Làm thế nào nó hoạt động

Các nhà nghiên cứu đã đạt được bước đột phá này bằng cách khai thác năng lượng từ tín hiệu điện thoại thông minh LTE và đệm năng lượng này vào một tụ điện lưu trữ năng lượng. Điều này lần lượt kích hoạt một bộ thu phát hiện tín hiệu Bluetooth, sau đó được sửa đổi thành tín hiệu WiFi phản xạ. 

Bản cập nhật phần mềm chỉ đơn giản là một chuỗi bit biến tín hiệu Bluetooth thành thứ gì đó có thể dễ dàng chuyển thành tín hiệu WiFi hơn. 

Ngoài ra, hầu hết các giao tiếp không dây công suất thấp đều yêu cầu các giao thức tùy chỉnh, nhưng thiết bị mà các nhà nghiên cứu phát triển dựa trên các giao thức giao tiếp phổ biến: Bluetooth, WiFi và LTE. Đó là do điện thoại thông minh được trang bị bộ phát Bluetooth và bộ thu WiFi. 

Thiết bị này có phạm vi một mét–khoảng một yard. Thêm pin sẽ tăng phạm vi hoạt động của thẻ lên hàng chục mét và tăng chi phí. Thiết bị có kích thước nửa inch vuông này chỉ tốn vài xu để sản xuất. 

Bước tiếp theo

Các bước tiếp theo bao gồm tích hợp công nghệ trong các dự án nghiên cứu khác để chứng minh khả năng của nó.

Nhóm cũng hy vọng sẽ thương mại hóa thiết bị thông qua một công ty khởi nghiệp hoặc một đối tác trong ngành.