Onderzoekers ontwikkelen mobiele telefoon zonder batterij

06/07/17 om 12:15 - Bijgewerkt om 12:49

Wetenschappers hebben een mobiele telefoon uitgevonden die geen batterij nodig heeft om te bellen. Het toestel haalt zijn vermogen uit radiosignalen en licht.

Onderzoekers ontwikkelen mobiele telefoon zonder batterij

'Om een mobiele telefoon zonder batterij te ontwikkelen, hebben we het ontwerp ervan volledig moeten herdenken.' © Mark Stone/University of Washington

Onderzoekers van de universiteit van Washington willen komaf maken met onze dagelijkse bezorgdheden over de platte batterij van onze mobiele telefoon. Ze demonstreerden een nieuw ontwerp die haar volledige energie haalt uit radiosignalen en uit een mini-zonnepaneeltje. Dat levert slechts enkele microwatt aan vermogen op, maar dat blijkt voldoende om te bellen.

'We hebben de eerste functionerende mobiele telefoon geproduceerd die geen stroom verbruikt,' vertelt Shyam Gollakota, professor in computer- en ingenieurswetenschappen aan de universiteit van Washington. 'Daarvoor hebben we het ontwerp van de mobiele telefoon wel volledig moeten herdenken.'

Nieuwe aanpak

Veel andere batterijloze technologie hoeft niet continu te werken en heeft het voordeel dat het energie kan opslaan terwijl het toestel even in rust is. Een telefoongesprek daarentegen, vraagt dat het toestel zolang werkt als de conversatie duurt. 'Dat is onze grootste uitdaging. Je kan niet "hallo" zeggen en dan een minuut wachten tot de telefoon genoeg energie verzameld heeft om het volgende signaal te versturen,' vertelt Bryce Kellogg, die doctoreert op het onderwerp. 'Omdat het vermogen zo laag is, hadden we een volledige nieuwe aanpak nodig om spraak te verzenden en te ontvangen.'

Het ontwerp maakt gebruik van kleine trillingen in de microfoon en in de luidspreker. Die worden omgezet in analoge radiosignalen, zonder dat het veel stroom verbruikt.

Het ontwerp maakt gebruik van kleine trillingen in de microfoon en in de luidspreker. Die worden omgezet in analoge radiosignalen, zonder dat het veel stroom verbruikt. © Mark Stone/University of Washington

Een proces dat veel energie verbruikt is de omzetting van analoge geluidssignalen naar digitale signalen. De onderzoekers losten dat op door die stroomverslindende stap gewoon over te slaan.

Om spraak over te brengen, zet de antenne de geluidstrillingen in de microfoon rechtstreeks om in analoge radiosignalen. Om spraakpatronen te ontvangen worden de analoge signalen omgezet in trillingen in de geluidspreker. Om aan te geven of het telefoontje moet zenden of ontvangen, moet de gebruiker tijdens het gesprek wel voortdurend een schakelaar indrukken. De technologie erachter werd gedetailleerd beschreven in een paper die recent werd gepubliceerd.

De onderzoekers demonstreerden dat hun prototype alle basisfuncties kan uitvoeren die je van een telefoon mag verwachten: iemand opbellen, inkomende oproepen ontvangen en iemand in de wachtrij plaatsen.

Voor de test ontwierpen de onderzoekers een basisstation dat radiosignalen kon verzenden en ontvangen. Aanvankelijk kon het telefoontje zich op maximaal 10 meter afstand bevinden. Door aan de telefoon enkel een mini-zonnepaneeltje toe te voegen (even groot als een rijstkorrel) kon het toestel al communiceren met het basisstation als het zich verder dan 15 meter bevond. De onderzoekers willen die afstand nu nog opdrijven. De technologie zou in de toekomst geïntegreerd kunnen worden in gsm-netwerken of Wi-Fi-routers.

Video streamen

Een nadeel van de analoge signalen is dat ze moeilijker beveiligd kunnen worden. De onderzoekers gaan zich nu focussen op de vraag hoe ze de gesprekken kunnen versleutelen. Daarnaast gaan ze onderzoeken hoe video kan gestreamd worden op de zuinige telefoon. Zo denken ze eraan om een scherm toe te voegen dat gebruik maakt van digitale inkt, zoals in E-readers.

'Onze mobiele telefoon is het toestel waar we tegenwoordig het meest afhankelijk van zijn. Als er één toestel zou mogen bestaan dat geen batterij nodig heeft, dan moet het wel dat zijn', vertelt professor Joshua Smith. Hij is ervan overtuigd dat de uitvinding van zijn team een grote impact zal hebben op hoe onze smartphones er in de toekomst zullen uitzien.

Onze partners