차세대 무선 기술은 에너지를 위해 인체를 활용할 수 있습니다.
연구원들은 신체를 사용하여 웨어러블 장치에 전원을 공급하기 위해 폐기물 에너지를 수확합니다.
날짜:
2023년 1월 4일
원천:
매사추세츠 대학교 애머스트
요약:
5G 무선 기술의 이점을 이제 막 누리기 시작했을지 모르지만 전 세계 연구원들은 이미 미래인 6G를 위해 열심히 노력하고 있습니다. 6G 통신에서 가장 유망한 돌파구 중 하나는 빛의 섬광을 사용하여 정보를 전송하는 광섬유의 무선 버전과 같은 가시 광선 통신(VLC)의 가능성입니다. 이제 한 팀이 인체를 안테나로 사용하여 VLC에서 폐기물 에너지를 수확하는 저비용의 혁신적인 방법을 발명했다고 발표했습니다. 이 폐기물 에너지는 다양한 웨어러블 장치 또는 더 큰 전자 장치에 전력을 공급하기 위해 재활용될 수 있습니다.
5G 무선 기술의 이점을 이제 막 누리기 시작했을지 모르지만 전 세계 연구원들은 이미 미래인 6G를 위해 열심히 노력하고 있습니다. 6G 통신에서 가장 유망한 돌파구 중 하나는 빛의 섬광을 사용하여 정보를 전송하는 광섬유의 무선 버전과 같은 가시 광선 통신(VLC)의 가능성입니다. 이제 University of Massachusetts Amherst의 연구팀은 인체를 안테나로 사용하여 VLC에서 폐기물 에너지를 수확하는 저비용의 혁신적인 방법을 발명했다고 발표했습니다. 이 폐기물 에너지는 다양한 웨어러블 장치 또는 더 큰 전자 장치에 전력을 공급하기 위해 재활용될 수 있습니다.
UMass Amherst의 정보 및 컴퓨터 과학 교수이자 이 논문의 수석 저자인 Jie Xiong은 "VLC는 매우 간단하고 흥미롭습니다."라고 말합니다. "무선 신호를 사용하여 무선으로 정보를 보내는 대신 초당 최대 백만 번 켜고 끌 수 있는 LED의 빛을 사용합니다." VLC의 매력 중 하나는 인프라가 이미 어디에나 있다는 것입니다. 우리의 집, 차량, 가로등 및 사무실은 모두 데이터를 전송할 수도 있는 LED 전구로 켜져 있습니다. "스마트폰, 태블릿 또는 노트북과 같이 카메라가 있는 모든 것이 수신기가 될 수 있습니다."라고 Xiong은 말합니다.
이전에 Xiong과 제1저자인 UMass Amherst의 정보 및 컴퓨터 과학 대학원생인 Minhao Cui는 LED가 "사이드 채널 RF 신호" 또는 전파를 방출하기 때문에 VLC 시스템에서 상당한 에너지 "누출"이 있음을 보여주었습니다. . 이 누출된 RF 에너지를 수확할 수 있다면 사용할 수 있습니다.
팀의 첫 번째 작업은 코일로 감긴 구리선으로 안테나를 설계하여 누출된 RF를 수집하는 것이었습니다. 그러나 에너지 수집을 최대화하는 방법은 무엇입니까?
팀은 전선의 두께부터 감은 횟수에 이르기까지 모든 종류의 설계 세부 사항을 실험했지만, 안테나의 접촉 대상에 따라 안테나의 효율이 달라지는 것도 발견했습니다. 그들은 코일을 플라스틱, 판지, 나무 및 강철 위에 놓을 뿐만 아니라 다양한 두께의 벽, 전원이 켜져 있고 꺼진 전화기, 노트북에 코일을 접촉해 보았습니다. 그리고 나서 Cui는 코일이 인체에 닿았을 때 무슨 일이 일어나는지 볼 수 있는 아이디어를 얻었습니다.
즉각, 노출된 코일보다 최대 10배 더 많은 누설된 RF 에너지를 수집하는 코일의 능력을 증폭하기 위해서는 인체가 최고의 매개체라는 것이 분명해졌습니다.
많은 실험 끝에 팀은 팔뚝 위쪽에 팔찌처럼 착용하는 간단한 구리선 코일인 "Bracelet+"를 고안했습니다. 디자인은 반지, 벨트, 발찌 또는 목걸이로 착용할 수 있지만 팔찌는 힘 수확과 착용성 사이에서 적절한 균형을 제공하는 것으로 보입니다.
“디자인은 50센트 미만으로 저렴합니다.”라고 저자는 지적합니다. 그의 논문은 컴퓨팅 기계 협회(Association for Computing Machinery)의 임베디드 네트워크 센서 시스템 회의에서 최우수 논문상을 수상했습니다. "그러나 팔찌+는 낮은 샘플링 주파수와 긴 수면 모드 지속 시간으로 인해 작동하는 데 거의 전력이 필요하지 않은 신체 건강 모니터링 센서와 같은 많은 센서를 지원하기에 충분한 마이크로와트까지 도달할 수 있습니다."
Xiong은 "궁극적으로 우리는 미래 기술에 동력을 공급하기 위해 모든 종류의 출처에서 폐기물 에너지를 수확할 수 있기를 원합니다."라고 말합니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/