Een team van onderzoekers, geleid door Domenico Giustiniano, Research Associate Professor aan het IMDEA Networks Institute, Madrid, heeft belangrijke vooruitgang geboekt bij het creëren van duurzame draadloze communicatiesystemen. Dit is een nieuwe stap in de richting van het realiseren van batterijloze apparaten, door de convergentie van twee opkomende technologieën:LiFi en radiofrequentie (RF) backscatter. Mogelijke toepassingen zijn slimme huizen, slimme steden en slimme landbouw.

De verwachting is dat tegen 2025 meer dan 64 miljard IoT-apparaten zullen worden ingezet, en ze zullen werken met batterijen. De chemische componenten van deze batterijen dreigen een enorme milieu-impact op de aarde te hebben. Er is dringend behoefte aan een oplossing om de batterijen te verwijderen zonder de communicatieprestaties en IoT-services te beïnvloeden.

IMDEA-onderzoekers stellen voor dat IoT-apparaten zullen werken met de energie die wordt geleverd door Light Emitting Diodes (LED's) en elke andere lichtbron, en gegevens die worden geleverd door deze LED's te moduleren, een concept genaamd LiFi, en dat IoT-apparaten gegevens terugsturen door te reflecteren en moduleren de RF-signalen die al in de omgeving aanwezig zijn, een passieve en energiezuinige transmissietechniek genaamd RF-backscatter.

"Ons werk opent de deur naar lange-afstands, batterijloze Internet of Things-toepassingen om de verlichtingsinfrastructuur voor communicatie achteraf aan te passen, iets wat voorheen niet mogelijk was. Het is het resultaat van drie jaar onderzoek; toen we begonnen, LiFi-technologie en RF terugverstrooiing werden beschouwd als onafhankelijke technologieën en we hebben aangetoond dat LiFi de beperkingen van RF-terugverstrooiing kan oplossen en dat LiFi kan worden toegepast op een nieuw veld, batterijloze communicatie", zegt Dr. Giustiniano. Het IMDEA Networks-team (gevormd door Domenico Giustiniano, Borja Genovés Guzmán en Muhammad Sarmad Mir) heeft genoten van de samenwerking met Dr. Ambuj Varshney (Universiteit van Uppsala, en binnenkort assistent-professor aan de Nationale Universiteit van Singapore).

"Zonnecellen zijn op grote schaal gebruikt om energie te oogsten. In dit werk gaan we een stap verder en laten we zien dat ze efficiënt en gelijktijdig kunnen worden gebruikt als zowel een bron van stroomopwekking als als een communicatie-ontvanger. Onze oplossing lost de wisselwerking op tussen de opgevangen energie die het IoT-apparaat nodig heeft en de gewenste datasnelheid, waardoor ons systeem kan werken zonder batterijen te gebruiken", zegt Borja Genovés Guzmán, Post-Doc Researcher bij IMDEA Networks en een van de co-auteurs van het wetenschappelijke artikel.

Het onderzoek dat heeft aangetoond dat IoT-apparaten met beperkte stroomvoorziening zeer lange afstanden kunnen verzenden zonder hun stroomverbruik te beïnvloeden, zal worden gepresenteerd op de conferentie ACM MobiCom 2021. Het vertegenwoordigen van een overdracht van technologische kennis naar de samenleving en ondersteund door fondsen van de Community of Madrid, het Spaanse Ministerie van Wetenschap en Innovatie en de Europese Unie, is het onderzoek onlangs aan het grote publiek gepresenteerd tijdens evenementen zoals de Week van Wetenschap en Innovatie en de Europese Nacht van de Onderzoekers (georganiseerd in de Gemeenschap van Madrid door de madri+d Stichting voor Kennis).