رقیبی برای بلوتوث که دوام شارژ گوشی را ۵ برابر می‌کند

دانشمندان فناوری پیشرفته‌ای ابداع کرده‌اند که می‌تواند دوام باتری تلفن هوشمند را با هر بار شارژ تا ۵ برابر بیشتر کند.

این فناوری می‌تواند در تلفن‌های هوشمند و همچنین در دستگاه‌های مبتنی بر فناوری‌های پوشیدنی به کار برده شود. به گفته دانشمندان، این فناوری به انرژی کمی نیاز دارد و می‌تواند رقیبی برای فناوری رایج ارتباطات بی‌سیم، یعنی بلوتوت، شود.

فناوری‌های بی‌سیم اصلی کنونی، از جمله وای‌فای و ۵جی و بلوتوث، که در گوشی‌های هوشمند و دستگاه‌های پوشیدنی و همچنین در دستگاه‌های هوشمند خانگی از آن‌ها استفاده می‌شود، بر اساس پیکربندی‌های رادیویی کلاسیک ساخته‌ شده‌اند. در این فناوری‌ها، داده‌ها از طریق امواج الکترومغناطیسی تولید شده با مدولاسیون میدان الکترومغناطیسی منتقل می‌شوند.

اما فناوری جدید مبتنی بر مدولاسیون میدان الکتریکی است و در آن، دستگاه‌های ارسال سیگنال تقویت‌کننده‌های توان (که در فناوری‌های بی‌سیم معمولی استفاده می‌شود) با تقویت‌کننده‌های ولتاژی جایگزین می‌شوند که میدان الکتریکی با برد کوتاه تولید می‌کند.

این تقویت‌کننده‌های ولتاژ در عین حال میدان الکترومغناطیسی ضعیفی نیز تولید می‌کنند، اما گیرنده‌ها-

به‌عبارت دیگر الکترودهای تنظیم‌نشده و نه آنتن‌های تنظیم‌شده- به‌گونه‌ای پیکربندی شده‌اند که صرفا داده‌هایی را دریافت می‌کنند که از درون میدان الکتریکی حرکت می‌کنند. در سیستم‌های رادیویی رایج، میدان‌های الکتریکی در کنار میدان‌های الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود، اما به‌سرعت افت می‌کند. از این‌ها برای انتقال اطلاعات استفاده نمی‌شود.

در فناوری جدید، انرژی در دستگاه گیرنده فقط زمانی مصرف می‌شود که در الکترود گیرنده، شارژ یا تخلیه وجود داشته باشد- فرایندی که «تزویج خازنی» شناخته می‌شود. این روش برخلاف روش‌های فناوری موجود مانند پیکربندی‌های رادیویی رایج عمل می‌کند که در آن‌ها انتقال مداوم انرژی در هوا رخ می‌دهد.

از این رو، در فناوری جدید که «ارتباط دریافت پتانسیل الکتریکی» (ای‌پی‌اس‌کام) نام دارد، فقط بخشی از توان مصرفی بلوتوث مصرف می‌شود. به گفته دانشمندان، این فناوری جدید سبب می‌شود که دستگاه‌های پوشیدنی و همچنین تلفن‌های هوشمند بتوانند با یک شارژ باتری مدت طولانی‌تری کار کنند. به‌لطف صرفه‌جویی در انرژی در این فناوری ارتباطی جدید، همچنین می‌توان از باتری‌های کوچک‌تری استفاده کرد و ابعاد دستگاه‌ها را کاهش داد.

دانیل روگن، استاد فناوری‌های پوشیدنی در دانشگاه ساسکس، در ایمیلی به لایوساینس می‌گوید که این فناوری امکان‌های جدیدی را برای دستگاه‌های پوشیدنی کوچک، مانند گوشی‌های هوشمند یا حتی لوازم الکترونیکی تعبیه‌شده در لباس‌ها، فراهم می‌کند.

به گفته او، آزمایش‌های دانشمندان نشان می‌دهد که فناوری ای‌پی‌اس‌کام بهینه‌شده ۱۰ برابر کمتر از بلوتوث معمولی انرژی مصرف می‌کند و این احتمالا به‌معنای آن است که باتری‌های دستگاه‌ها، در هر شارژ، بین چهار تا پنج برابر بیشتر دوام می‌آورند.

ای‌پی‌اس‌کام

به سرعت انتقال داده‌ تا ۶۰۰ کیلوبیت بر ثانیه نیز دست یافته است که به گفته روگن، برای برنامه‌های کاربردی صوتی و تصویری و واقعیت مجازی به‌قدر کافی سریع است. هرچند بلوتوث، در مقایسه با این فناوری، اغلب سرعت انتقال داده بیشتری دارد، یادمان باشد که در نسل اول بلوتوث، داده‌ها فقط با سرعت ۱۲۵ کیلوبیت بر ثانیه ارسال می‌شد.

نکته بعدی این است که سیگنال‌های الکتریکی در فناوری ای‌پی‌اس‌کام، در مقایسه با بلوتوث، مسافت‌های بسیار کوتاه‌تری را طی می‌کنند، که این به‌معنای کاهش احتمال شنود یا تداخل سیگنال‌ها است. به گفته روگن، این فناوری جدید ممکن است جایگزین کاملی برای بلوتوت نباشد، اما این امکان وجود دارد که بتوان از آن به‌عنوان مکمل بی‌سیم در دستگاه‌های آینده استفاده کرد.

به‌عنوان مثال، افراد ممکن است هدفون را با استفاده از ای‌پی‌اس‌کام به تلفن هوشمند متصل کنند و در صورتی که از آن خارج شوند، سیستم به‌صورت اتوماتیک به اتصال بلوتوتی تغییر پیدا می‌کند که برد بسیار بیشتری دارد.

تیم پژوهشی ابداع‌کننده این فناوری نمونه‌های اولیه‌ای از چند دستگاه ای‌پی‌اس‌کام ساخته است، اما با توجه به ابعاد آن‌ها (۳ سانتی‌متر در ۳ سانتی‌متر)، این نمونه‌ها هنوز برای استفاده در تلفن‌های هوشمند یا دستگاه‌های پوشیدنی امروزی مانند هدفون‌ بیش از حد بزرگ‌‌اند.

پژوهشگران پس از ساختن یک نمونه اولیه از این فناوری اکنون قصد دارند بخش صنعت و تولید انبوه را با خود همراه کنند تا در آینده بتوان اندازه این دستگاه‌ها را کوچک‌تر کرد و در دستگاه‌های شخصی کوچک جا داد.