Мы уверены, что дом будущего будет в итоге наполнен множеством крошечных датчиков: камеры безопасности, детекторы угарного газа, колонки и подобное. Мы практически не будем думать о бытовых проблемах, которых полна наша жизнь сейчас — но как мы будем их заставлять работать в тот момент, когда они очень нужны? Ультразвук.
Во всяком случае, это идея, которую преследовали Ангад Рехи и Амин Арбабян в Стэнфорде. Их подход к проблеме устройств, которые не могут оставаться включенными, заключается в том, чтобы свести к минимуму количество энергии, необходимое для отправки и получения «следящего» сигнала. Таким образом, IoT-девайсы смогут активно потреблять электроэнергию только тогда, когда они действительно используются
Радио, которое, конечно же, все эти крошечные датчики используют для передачи и получения информации, на самом деле довольно дорого с точки зрения мощности и пространства. Поддержание готовности антенны и сигнальных процессоров и прослушивание использует больше энергии, чем устройства, которые хочешь поставить и забыть о них на долгие года.
Ультразвуковые датчики, с другой стороны, невероятно энергоэффективны и требуют очень небольшого пространства. Ультразвук — это звуковые волны выше человеческого диапазона слуха, 22 кГц или около того, — гораздо более физическое явление, и обнаружить его легче во многих отношениях, чем обнаружение радиочастотных волн. Это немного похоже на разницу между чувствительным к почти неосязаемым рентгеновским датчиком, который обнаруживает обычный видимый свет.
Рехи, аспирант по электротехнике, работающий в Арбабии, описывает их подход в документе, который был представлен на Международной конференции по твердотельным сетям в Сан-Франциско. Это простая идея в некотором роде — небольшой переключатель, который попадает в более крупный коммутатор, но результаты впечатляют.
Ультразвуковой приемник системы эффективен для большого класса датчиков; крошечный сверхчувствительный микрофон был разработан в Стэнфорде группой Хури-Якуб. Приемник всегда включен, но он потребляет удивительно малые мощности (4 нановольта) и достаточно чувствителен, чтобы обнаруживать сигнал с одной силой нановольт. Это значительно опережает большинство радиоприемников с точки зрения энергопотребления и чувствительности.
Ультразвуковой датчик занимает всего 14,5 квадратных миллиметров по сравнению с 900 миллиметров радиочипа. А это достаточно ценный объем с учетом экономии места в устройствах на этом рынке.
Разумеется, вы не сможете активировать его из-за города — ультразвуковые сигналы не проходят через стены. Но они отскакивают вокруг них, и чувствительность системы пробуждения означает, что даже самый маленький фрагмент ультразвукового сигнала будет достаточным для его активации.
Сейчас это всего лишь прототип, но не удивляйтесь, если этот вид мегаэффективной технологии будет схвачен или дублирован компаниями, которые пытаются выжать каждую унцию жизни из ватт-часа. [techcrunch]
