Wetenschappers presenteren acculoze telefoon die werkt op licht en rf

Wetenschappers van de Universiteit van Washington hebben hun onderzoek naar een telefoon gepresenteerd die niet gebruikmaakt van een accu. Het prototypetoestel gebruikt 3,5 microwatt aan vermogen, dat voortkomt uit omgevingslicht en rf-signaal van een basisstation.

De universiteit besteedt in een persbericht aandacht aan de onlangs gepubliceerde paper. Daarin staat dat het lage energieverbruik van het toestel komt door analoge signalen niet te digitaliseren. Dit doen moderne telefoons wel, wat volgens de onderzoekers veel energie kost. In plaats daarvan worden de opgevangen vibraties door stemgeluid direct in de vorm van een analoog signaal uitgezonden.

Daarbij wordt gebruikgemaakt van backscatter, wat neerkomt op het reflecteren van signalen. Er worden alleen digitale signalen toegepast bij het opzetten van een verbinding met het basisstation, leggen de onderzoekers uit. Op die manier zijn zij in staat om een gesprek via Skype te voeren, zo demonstreren zij in een bijbehorende video. Daarin is te horen dat de geluidskwaliteit niet dezelfde is die moderne telefoons leveren, maar dat spraak verstaanbaar is. Het toestel moet handmatig ingesteld worden voor 'zenden' of 'ontvangen'.

Uit een eerder bericht van Wired blijkt dat het basisstation nodig is om verbinding te maken met het mobiele netwerk. Daarbij wordt een lage frequentie gebruikt, die in de VS buiten de gereguleerde frequentieruimte valt. De telefoon kan niet verder dan vijftien meter verwijderd zijn van het basisstation. Dit station kan volgens de onderzoekers in de toekomst in apparatuur voor mobiele netwerken of in wifi-routers worden ingebouwd.

De telefoon komt aan de nodige energie door omgevingslicht op te vangen met een kleine zonnecel. Daarnaast worden de rf-signalen van het basisstation door middel van een antenne omgezet in energie. Of het toestel ook andere signalen kan omzetten, wordt niet duidelijk. In de toekomst willen de wetenschappers het bereik van het toestel verbeteren en gesprekken kunnen versleutelen. Ook videostreamen en het toevoegen van een scherm op basis van e-ink staan op de planning.

Wat vind je van dit artikel?

Geef je mening in het Geachte Redactie-forum.

Reacties (70)

Dit lijkt op een modernere versie van een Crystal radio

Dus wat het werkelijk is, is dat het niets meer is dan een draadloze microfoon met speaker die in verbinding staat met het basisstation en het basisstation doet het werkelijke werk, dus je kunt helemaal niet van telefoon spreken.
Sorry, I'm not impressed, immers kan je het basisstation niet de hele tijd meenemen.

Het gaat dan ook niet om een mobiele telefoon, maar meer als vervanging van een huistelefoon lijkt mij.

Maar ik ben het wel met je eens over dat eerste gedeelte, dit is niet meer dan een draadloze speaker/microfoon. Een telefoon zou ik het niet noemen, pas wanneer ook het basisstation (en dus eigenlijk de "telefoon") op licht werkt.

Stel ik maak een op afstand bestuurbare auto, en ik laat de afstandsbediening op licht en rf werken, dan heb ik toch ook geen auto die op licht rijdt.

[Reactie gewijzigd door lepel op 6 juli 2017 11:25]

Het gaat dan ook niet om een mobiele telefoon, maar meer als vervanging van een huistelefoon lijkt mij.

Je bedoelt de mobiele telefoon? Zonder gekkigheid, als je een vervanging zoekt voor de huistelefoon is een mobiele telefoon voor 99% toch voldoende? Ik zie niet hoe dit een vervanging van de huistelefoon kan zijn, als je ook een mobiel hebt. De titel klinkt heel erg tof maar eigenlijk heb je er weinig aan, in elk geval niet als vervanging van een telefoon.

Je moet dit zien als universitair onderzoek. De use case van een telefoon komt hier enkel bij om visibiliteit te geven. Academische onderzoeksvragen kunnen zijn:
* Hoe kunnen we het verbruik van draadloze systemen beperken?
* Welke alternatieve energiebronnen (e.g. transmissie energie) kunnen we gebruiken voor draadloze systemen?

Dit idee kan natuurlijk ook overgedragen worden naar andere domeinen, zoals IoT. in IoT wordt er in de kleinste devices een batterij ingebouwd die na 2/3 jaar vervangen moet worden. Met deze techniek zou je de batterijen hellemaal kunnen verwijderen en toch nog wat meer kunnen doen dan gewoon een RFID tag.

Dat het is voor bekendheid ben ik het met je eens, maar ik vind dat je hier toch wel een beetje te optimistisch mee bent. Hoe ze hier die microfoon/speaker verbonden hebben met de RF is niet nieuw. Sterker nog, het is eerder zo'n 50 jaar oud ofzo. Het is een doodlopend spoor, we zijn er juist vanaf gestapt vanwege de enorme beperkingen die je op die manier hebt. Als ze nu aan kwamen met dat ze een manier hadden gevonden om die beperkingen te verminderen, en nog wel de voordelen te behouden, dan was het leuk geweest. Maar dat je met een AM detector (gelijkrichter) direct een speaker kan aansturen als je maar een hoop vermogen erin pompt is niet een bijzonder ontdekking ofzo. We hebben alleen liever niet dat zulk soort geintjes het beschikbare spectrum vervuilen.

Hoe lang een IOT sensor op een batterij doet hangt er nogal vanaf, 10 jaar op een knoopcel is iig prima mogelijk, maar natuurlijk afhankelijk hoe vaak hij moet zenden en wat hij verder nog moet doen. Er wordt zat onderzoek gedaan naar energy harvesting en super zuinige draadloze sensorsystemen. Maar dan wel praktischer onderzoek en niet enkel een lollig iets voor publiciteit.

Je bedoelt de mobiele telefoon? Zonder gekkigheid, als je een vervanging zoekt voor de huistelefoon is een mobiele telefoon voor 99% toch voldoende?

Niet op die manier een vervanging, maar als alternatief voor een DECT telefoon waarbij je kunt bellen over de vaste lijn. Het is geen discussie van "heb je wel een DECT telefoon nodig, waarom geen mobieltje" maar kunnen we een DECT telefoon met basisstation maken die geen batterijen nodig heeft.

Maar je mist nog steeds een sloot aan functies die een gemiddelde dect telefoon wel heeft.

Weergave van het nummer dat je belt
Weergave van gemiste gesprekken
Opslag en weergave van contactpersonen/telefoonnummers

Die basis functies heeft elke draadloze handset. En dan komt er nog wel weer meer functionaliteit bij als je er voor wil betalen.
Dit is nutteloos omdat je een sloot energie kwijt bent in het basisstation om de draadloze unit te laten werken.

Dat is niet heel lastig, het basis station is een full powered PC.
Dus met een e-inkt scherm dat draadloos door het basis station gestuurd wordt kun je die data tonen.
En je kunt wellicht de toetsen ook weg doen, als je voice recognition aan het basis station goed wordt; Dan is het gewoon spreek uit; bel Jan. En hup wordt de skype verbinding met Jan gelegd.

Dus je zou dit in een boon-reflector (horen) + halsketting (spreken) kunnen bouwen.
En je kunt ook Google Home of Echo Dot aansturen als je niet in de ruimte bent.
(mits dus de voice recognition voldoende goed wordt, voor de sample frequentie).

Plus dat het (spraak) bellen nu niet echt de meest gebruikte functie meer is.
Je zal tegenwordig altijd een smartphone (of tablet) in de buurt willen hebben.
Die gaat niet werken op zon en radio energie.

In Amerika wordt op dit moment 20% van alle Google zoekopdrachten gesproken ingevoerd.
Door die basisstations, zouden mensen met deze ontvanger "gratis" kunnen google-en, en als je hem netjes verwerkt in sieraden, hoeven ze hun telefoon niet uit hun zak te halen.

Dus wat het werkelijk is, is dat het niets meer is dan een draadloze microfoon met speaker die in verbinding staat met het basisstation en het basisstation doet het werkelijke werk, dus je kunt helemaal niet van telefoon spreken.

Euhm, je beschrijft hier precies een telefoon . Nergens staat dat het een mobiele telefoon is.

Ik kan mijn DECT toestel dat ik thuis gebruik ook niet meenemen. Heeft ook een basisstation nodig om verbinding te maken met het netwerk. Heeft dan wel wat meer bereik dan 15 meter, maar goed, daar zit dan ook een accu in .

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 6 juli 2017 14:06]

"... Het toestel moet handmatig ingesteld worden voor 'zenden' of 'ontvangen'..."
Eerder zo'n CB-radio, "kunt u mij horen, over" klik.

Ik denk dat dit onderzoek vooral gericht is op het kunnen gebruiken van backscatter energie, dat is nl. nog niet echt makkelijk. En om daar een werkend prototype mee te maken is best wel tof en vernieuwend.

Verder is de toepassing van batterijloze telefoon een beetje suf misschien, maar voor analoge sensoren in gebouwautomatisering zou dit nog best wel eens mooie techniek kunnen zijn. Nooit meer batterijtjes vervangen...

Dit systeem is de eerste stap naar de Star Trek Communicator Badge

Erg mooie techniek allemaal, maar wat is hier nou het praktisch nut van? Of voor welk doeleind zou zo'n telefoon geschikt zijn?

Absoluut geen enkel praktisch nut. Het is waarschijnlijk een leuk show model voor allerlei low-power technieken die je kan toepassen. Maar dit gaat nooit iets praktisch worden wat je kan kopen op deze manier.

De eerste vraag is: Waarom? Wat is er mis met accus? En nou niet zeggen dat je die moet bijladen, want dan kan je ook gewoon een zonnepaneel op telefoon zetten. Dat gaat natuurlijk lang niet genoeg zijn om een smartphone mee van energie mee te voorzien, maar de combinatie zonnecel + accu/supercap voor je energie tijdens bellen is een stuk logischer dan enkel een zonnecel voor energie tijdens bellen, en de rest van de tijd die energie weg te gooien.

Daarnaast is er een reden dat we lang geleden overgestapt zijn van analoog naar digitale zendtechnieken. (Nou ja, het verzonden signaal is nog steeds analoog, maar met digitale codering eroverheen). Bij de meest extreem simpele schakeling is waarschijnlijk analoge codering zuiniger, anders wordt digitaal superieur. Je bent veel flexibeler, je gaat veel efficienter om met bandbreedte (daarom willen de kabelboeren dus ook af van de analoge zenders). En juist die bandbreedte missen we tegenwoordig. En ook niet iedereen wil zijn telefoongesprek ongecodeerd overal naartoe gooien. En dan is er vast te vinden hoe iemand ooit een GSM gesprek heeft kunnen decoderen, maar hier gaat het erover dat het enige wat de buurjongen moet doen een Velleman kitje kopen is. Of een zelfde basisstation.

Dit ding heeft een bereik van 15m. Vergelijkbaar met wifi bijvoorbeeld (niet echt, wifi heeft veel beter bereik, maar goed). Volgens het artikel stuurt het basisstation 1W uit. Het maximale vermogen wat een WiFi basisstation mag uitzenden is 100mW. Natuurlijk zijn totale verbruik is een stuk hoger, maar die 100mW heeft direct invloed op hoe druk het spectrum is. Dus met 10x zoveel vermogen het spectrum in pompen haalt dit ding net aan een spraakverbinding, en haalt WiFi onder optimale condities meer richting 1Gbps. Daarom gebruiken we dit dus niet.

Bvb: vervanging van DECT telefoons: het toestel mag dan eender waar liggen en blijven liggen, geen zorgen meer dus rondt het opgeladen houden van die dingen.

En het verrot gaan van de accu's van die dingen. Na een paar jaar in gebruik is het laadvermogen van die dingen een eind op. Moet wel toegeven dat het ongeveer 10 jaar geleden is dat ik voor het laatst een DECT telefoon aan heb geraakt, dus wellicht zijn die accu's tegenwoordig beter.
Helemaal geen accu meer hoeven hebben zou dit mogelijk oplossen (mits het vermogen opbrengt consistent blijft, ook na een paar maanden/jaar "slijtage").

Ik heb thuis een DECT telefoon, moet zeker 10 jaar oud zijn, en de originele batterijen zitten er nog gewoon in. Ik zou niet weten hoe lang die batterijen nog mee gaan, in ieder geval langer dan 24 uur, want één station zit achter een tijdschakelaar met mijn PC en is het laadstation dus uit als ik niet thuis ben vanaf 23:00 tot zeg maar 17:00). En dan is hij nog niet half leeg.

Ik zie hier juist voordeel in mobiele telefoons. Dus als je niet in de buurt van stopcontacten bent maar wel langdurig gebruik wilt maken van het apparat.

<offtopic>
Ik kan me niet voorstellen dat het energiezuiniger is om de DECT elke keer leeg te laten lopen en weer op te laden afhankelijk van je PC. Is dit vanwege energie besparing gedaan of zit hier een ander gedachten achter?
</offtopic>

Zit op hetzelfde stekkerblok die met een tijdschakelaar in het stopcontact in de muur zit
Maar het viel me niet tegen hoe lang die batterij het nog volhoudt, ondanks z'n leeftijd.

Zelf heb ik al vjif jaar een Gigaset met drie toestellen, daar zitten gewoon oplaadbare AAA batterijen van de Aldi in, ik heb ze nog nooit hoeven vervangen of meegemaakt dat ze leeggebeld waren.

Volgens mij gebruiken ze gewoon een goed druppel laad systeem om de batterijen in goede conditie te houden, dit in tegenstelling tot een babyfoon van een bekende lampenmaker uit het zuiden, die na een
maand de oplaadbare penlights helemaal kapot geladen heeft...

Dan heb je in ieder geval een veel betere ervaring dan ik ik heb "vroegah" wel stuk of 5 verschillende sets gehad, steeds gezeur met de accu's die je toen ook moeilijk kon krijgen met fatsoenlijke vervangbare accu's (wellicht wel meer dan 10 jaar hoor ...). Dat zo'n ding niet langer dan een uur of 2 van het basisstation af kan, omdat hij anders uitvalt. Inmiddels gebruik ik alleen een mobiel, dus heb er sowieso niet meer mee te maken.

Thuis heb ik ook nog steeds DECT telefoons. Gewoon omdat ze het nog doen en na meerdere keren vallen het nog steeds blijven doen. Voor die accu's is het begreep ik beter om die telefoons van de lader af te halen tot ze weer opgeladen moeten worden. Allemaal heel mooi, maar ik loop niet iedere paar dagen een rondje door het huis om die telefoons op de lader te zetten en eraf te halen.

Op zich functioneren die DECT telefoons wel, al vind ik het geluid wel dramatisch slechter als dat van een Smartphone, zeker als ik daarmee iemand in hetzelfde netwerk opbel. Het geluid van een DECT is behoorlijk vlak, veel geluidsinfo raakt verloren. Als je die apparaten kort na elkaar gebruikt merk je hoe dramatisch dat verschil is. Als deze telefoon met die analoge overdracht in hetzelfde bedje ziek is wordt ik van die feature niet opgewonden. Ik denk trouwens dat we in dit Item meer naar de technieken op zich moeten kijken dan naar de telefoon-oplossing. Dat opladen via RF signalen is wel iets wat nuttig kan worden, lijkt me.

Yup, lijkt me daarom wel een voordeel.

Thuis heb ik wel een DECT telefoon, maar die werkt met oplaadbare AA batterijen, werkt ook goed: als die dingen hun capaciteit niet meer houden kan je die ook makkelijk en goedkoop vervangen

Mijne had gewoon normale batterijen, dus als die 'kapot' gingen kon je er gewoon nieuwe in stoppen. En de gemiddelde handset kan/kon rustig dagen ergens los liggen. En niemand zit nog echt te wachten op een vergelijkbare telefoon, ofwel 1tje die een basisstation nodig heeft om werkelijk te kunnen bellen. Ook wat ze niet zeggen in de video (of het artikel hier) is wat de range is ten opzichte van het basisstation.

Dit lijkt me de perfecte werk telefoon.
Het enige wat dat ding moet kunnen is bellen en gebeld worden op kantoor en in het fabriek.

Niks miserie meer met opladen meer.

Daar is ooit al iets voor uitgevonden. De vaste lijn

Die vaste lijn is zo vreselijk lastig als je je even wilt terugtrekken zodat je collega's geen last van je hebben...

In mijn oude studentenhuis hadden we daarom een soort telefooncel: een minikamertje waar nét een enkele stoel in paste met daarin de huistelefoon Kon je je prima even terugtrekken om ongestoord te bellen.

Ik heb dat geprobeerd, maar de kabel zorgt ervoor dat de deur tussen het kantoor en de fabriek niet meer goed sluit. Ook kwamen er klachten van mensen die vielen over de kabels van ons.
We hebben dan maar elke telefoon een zelfoprollende spindel gegeven, maar die 120m kabel raakte toch nog in de knoop.
Daarom zijn we toen overgestapt op dect, maar die dingen hebben een accu en dat loopt leeg op het moment dat je ze nodig hebt.

Het nut is dat er mogelijk over 10/20/30 jaar na verbetering en verkleining de techniek klaar is voor de praktijk. Als men er heil in ziet.

Les 1 in R&D. Kinderschoenen Techniek nooit afkraken als het in hun kinderschoenen staat. Als dat 30j geleden bij de huidige telefoontechniek was gebeurt was er nooit een mobiele markt gekomen.

Les 1 in R&D. Kinderschoenen Techniek nooit afkraken als het in hun kinderschoenen staat.

Nou, als die R&D van jouw geld gebeurt dan mag je dit als regel nummer 1 hanteren.

Ik zou zelf eerder een haalbaarheidsonderzoek als les 1 aanhouden.

Les 1: Is het idee bij voorbaat al gedoemd te mislukken? Stop er je geld dan niet in.

Niet dat ik wil zeggen dat dit idee een slechte is.
Maar je moet wel blijven opletten anders ben je geld in iets aan het stoppen dat eigenlijk nooit levensvatbaar had kunnnen zijn, bijvoorbeeld omdat het zonder gegronde redenen belangrijke natuurkundige princiepes negeert.

Zo is er een mevrouw die $25 miljoen dollar heeft opgehaald voor het acoustisch overbrengen van energie. Wat blijkt, het idee zoals voorgesteld kan helemaal niet practisch worden uitgevoerd. Weerhoudt dat die juffrouw van proberen? Natuurlijk niet! Ze loopt ermee te koop dat haar gebrek van enige kennis van zaken ertoe heeft geleidt dat ze revolutionair kon denken.
En na 5 jaar onderzoek heeft ze het idee nog steeds niet praktisch kunnen krijgen. Blijkbaar is het kwartje nog niet gevallen.

[Reactie gewijzigd door koelpasta op 6 juli 2017 15:24]

Was oprecht geen afkraken bij, vroeg me af wat het praktische nut daarvan zou zijn.
Kan me wel e.e.a. gaan voorstellen maar dan moeten er nog behoorlijk wat hobbels gladgestreken worden.
Telefoon zonder accu? Kom maar op, maar dan zonder basisstation en wel met de mogelijkheden van nu

Dit is gewoon om te laten zien dat het kan en hopen dat ze geld krijgen zodat ze dit verder kunnen ontwikkelen denk ik.

Ik zou het wel willen hoor, als de telefoon dan ook kan wat telefoons van nu kunnen, maar dat is waarschijnlijk heel eg ver in de toekomst.

Je moet bij wetenschappelijk onderzoek niet denken aan praktisch nut. Wellicht helemaal niets, of wellicht komt er iets totaal anders van.

Wetenschappers komen met nieuwe techniek/ideeën en het is aan engineers om daar eventueel toepassingen voor te vinden.

Van veel wetenschappelijk onderzoek zie je pas decennia later een praktisch resultaat.

Dat is ook het grote probleem met politici die dat niet begrijpen. "Stop de financiering want het levert niets op op de korte termijn." Wetenschappelijk is de basis voor vooruitgang!

Heel simpel, je hangt de stad vol met basis stations (uitbreiden wifi hotspots).
En je verkoopt sieraden waarmee mensen gratis kunnen google-en.
In de US is al 20% van het zoekverkeer op Google via voice.

Verwerk dit device in sieraden en mensen hoeven niet eens meer hun telefoon te pakken.
Bij een goed design, houden ze hem dag en nacht aan.

Kunnen ze ook 911 roepen als er gevaar is, of als ouderen gevallen zijn en niet meer op kunnen staan. Als het basis station maar goede speech tot text tot zijn beschikking heeft...

Idieaal voor afluisterapperatuur lijkt mij. Zeker als het nog verbeterd wordt.

Afluisterapparatuur waar je een 1W carrier op moet gooien om het werkende te krijgen, denk niet dat dat heel zinvol is .

die moet je dan wel in daglicht installeren en met een rf signaal meter kun je hem dus ook weer vinden. lijkt me niet erg handig...

als ze ongecodeerd de geluidssignalen door de lucht sturen dan is dat zeker makkelijk op te pakken voor afluisterapparatuur.

om hier afluisterapparatuur van te maken wil je denk wel iets van een codering er in gooien zodat het signaal niet makkelijk te ontdekken (decoderen is niet nodig alleen versterken?) is.

In het verleden is dit ook in gebruik geweest, (natuurlijk weer de russen ) Heeft geen accu of batterij nodig, alleen de zendafstand staat er niet bij.

Zou handig zijn als feature in een smartphone, wanneer je batterij plat is toch nog een (nood)oproepfunctie. Al moet het dan in het licht zijn (of minimum aan batterij hiervoor overhouden), rf in de buurt en de toetsen in de back-panel of zo...

Op het moment dat je batterij op is, en je echt 15m verder iets moet vertellen (het bereik hiervan), kan je ook gewoon hard schreeuwen hoor .

Grote mogelijkheden voor IOT apparatuur die af en toe wat moeten communiceren. Je wilt dat soort apparatuur idealiter niet met een stekker of accu uitrusten. Zeker niet voor apparatuur die geen toegang heeft tot een stopcontact in de nabijheid. (Thermometers, sensoren in je koelkast of de sensor die checkt of je kat nog genoeg voer heeft.)

"Zeker niet voor apparatuur die geen toegang heeft tot een stopcontact in de nabijheid." sensoren in je koelkast ... ik begrijp hieruit dat je een koelkast op gas hebt
Maar je reactie is wel "spot on" !

Vergeet niet dat deze techniek wel een basisstation nodig heeft voor de communicatie met het netwerk.
Een volgende stap kan zijn om de opgevangen energie, die nu direct wordt gebruikt op te slaan in een accu (of een condensator), zodat de sensor periodiek toch voldoende energie heeft om de gegevens te versturen. Een zonnecel gekoppeld met een accu werkt nu ook prima, maar dat maakt de sensoren die wij buiten gebruiken wel onnodig groot.

Waarom zou je die niet met een accu willen uitrusten? Gewoon een knoopcel erin, en je kan wel fatsoenlijk gebruik maken van je spectrum, en nog daadwerkelijk de energie hebben om wat zinvols te versturen.

Maak je je echt heel druk erover dat je een knoopcel of andere accu nodig hebt die kapot kan gaan, dan gooi je er een (super)cap in. Maar je moet bedenken dat met energieverbruik wat hier wordt genoemd je hem in actieve mode zo ongeveer 10 jaar op een knoopcel kan laten draaien. En dan heb je niet 500 lux + 1W RF power nodig wat je erop richt.

inderdaad, dit opent een enorm scala aan mogelijkheden en toepassingen.

Weinig verbruik door analoog zenden.
Maar als ze willen gaan versleutelen, gaat dat dan ook analoog?

Dat leek me ook een beetje een tegenstelling...

Dit zou zo handig zijn voor alle kleine apparaten die je telkens moet opladen..
Niet enkel je gsm maar ook alles die wireless is en constant stroom nodig heeft!!

Voor IOT een leuke toepassing wellicht.
Gewone mobiele data en telefonie heeft meer vermogen nodig.

Kent iemand de KERMIT nog? (https://www.telefoonmuseu...2000/item/241-kermit-2000)

[Reactie gewijzigd door tweakmiv op 6 juli 2017 11:25]