Energy-Harvesting Elektrosmog als Kommunikationsmedium

So groß wie eine Scheckkarte sind die Prototypen für die Ambient-Backscatter-Technik.
So groß wie eine Scheckkarte sind die Prototypen für die Ambient-Backscatter-Technik.

Forscher an der Universität von Washington haben ein funkbasiertes Kommunikationssystem entwickelt, das gänzlich ohne Stromversorgung auskommt. Die »Ambient Backscatter«-Technik reflektiert oder absorbiert vorhandene Fernseh- und Mobilfunksignale, um Informationen per Morse-Code auszutauschen.

Elektrosmog umgibt uns ständig. Er kommt vom Rundfunk sowie vom Mobilfunk wie Basisstationen und Handys. Bei der »Ambient Backscatter«-Technik (Umgebungs-Rückstreuung) nutzen Forscher an der Universität von Washington in Seattle diese Funkenergie sowohl als Energiequelle als auch als Kommunikationsmedium. So können zwei batteriefreien Geräten durch Rückstreuung bestehender Funksignale per Morse-Code miteinander kommunizieren. Dadurch ist die Backscatter-Kommunikation um Größenordnungen energieeffizienter als herkömmliche Funkkommunikation. Da sie die HF-Signale um uns herum nutzt, ist es nicht erforderlich, eine eigene Energie-Infrastruktur zu implementieren wie z.B. bei RFID.

Die Backscatter-Kommunikation könnte nach Meinung von Shyam Gollakota, dem leitenden Forscher, in einer Reihe von Bereichen Anwendung findet, zum Beispiel Wearable-Computing, Smart-Homes und autarken Sensornetzwerken.

Alltagsgegenstände lassen sich so mit batterielosen Tags ausstatten, um miteinander zu kommunizieren. So könnte eine Couch den Benutzer per Ambient-Backscatter wissen lassen, wo er seine Schlüssel liegengelassen hat. »Intelligente« Sensoren könnten in nahezu jeder Struktur eingebaut werden. So könnten z.B. in einer Brücke platzierte Sensoren den Zustand des Betons und des Stahls überwachen und eine Benachrichtigung senden, wenn einer der Sensoren beispielsweise einen Haarriss feststellen.

Die Forscher testeten die Ambient-Backscatter-Technik mit Prototypen im Scheckkartenformat, die sie weniger Meter voneinander entfernt platzierten. Für jedes Gerät bauten sie eine Antennen aus einer gewöhnlichen Leiterplatte. Eine LED blinkte, sobald es ein Kommunikationssignal von einem anderen Gerät empfing.

Gruppen der Geräte wurden in einer Vielzahl von Szenarien in der Gegend von Seattle getestet, einschließlich innerhalb eines Mehrfamilienhauses, an einer Straßenecke und auf der obersten Ebene eines Parkhauses. Diese Standorte waren unterschiedlich weit entfernt von einem Fernsehturm: von einer halben amerikanischen Meile (847 m) bis zu 6,5 Meilen (10,5 km).