Un nou mètode de comunicació, en principi, d'ultra baixa potència sembla estar al llindaar de les lleis de la física. És possible transmetre informació sense fils simplement obrint i tancant un interruptor que connecta una resistència a una antena el que implica que no caldria enviar energia a l'antena?
Aquest sistema, combinat amb tècniques per rebre energia via radio, podria donar lloc a tot tipus de dispositius que transmeten dades, inclosos petits sensors i dispositius mèdics implantats, sense necessitat de bateries o altres fonts d'alimentació. Això, inclou els sensors per a l'agricultura intel·ligent, aparells electrònics implantats al cos que implicaria que no s'hagés de fer mai cap canvi de bateries, millors targetes de crèdit sense contacte i potser fins i tot noves maneres de comunicar-se amb els satèl·lits.
A part de l'energia necessària per activar l'interruptor, no es necessitaria cap altra energia per transmetre informació és a dir, l'interruptor és un transistor, un interruptor controlat elèctricament sense peces mòbils que consumeix una minúscula quantitat d'energia.
En la forma més senzilla de la ràdio ordinària, un interruptor connecta i desconnecta una font potent de senyal elèctric, potser un oscil·lador que genera una ona sinusoïdal que fluctua 2.000 milions de vegades per segon i, aquesta osclació la lliura a una antena per aconseguir fer la transmissió. Quan la font del senyal està connectada, l'antena genera una ona de ràdio que es pot codifciar dins del sistema binari com un "1" i quan no, podria ser codificat com un "0".
El que es va demostrar és que no cal una font alimentada de senyal. En canvi, el soroll tèrmic aleatori present en tots els materials elèctricament conductors a causa de la calor que provoca el moviment dels electrons, pot ser substituit com el senyal que circula per l'antena.
Llavors, com es pot explciar que no viola la segona llei de la termodinàmica que és la principal llei de la física que explica perquè no són possibles les màquines de moviment perpetu les quals, són màquines teòriques que poden funcionar indefinidament sense necessitat d'energia de cap font externa.
Una de les maneres en què es pot afirmar la segona llei és que la calor només flueix espontàniament des d'objectes més calents a objectes més freds. Els senyals sense fil d'aquests transmissor transporten calor. Si hi hagués un flux espontani de senyal del transmissor al receptor en absència de diferència de temperatura entre ambdós, seria possible recollir aquest flux per obtenir una energia lliure que en violaria la segona llei.
Vídeo
La resolució d'aquesta aparent paradoxa és que el receptor d'aqueest nou sistema està alimentat i actua com una nevera. Els electrons que transporten el senyal del costat de recepció es mantenen freds per un amplificador alimentat, de manera similar a com un refrigerador manté fred el seu interior bombejant calor contínuament. El transmissor gairebé no consumeix energia, però el receptor consumeix una potència substancial, fins a 2 watts. Això és similar als receptors d'altres sistemes de comunicacions d'ultra baixa potència. Gairebé tot el consum d'energia es produeix en una estació base que no té restriccions en l'ús d'energia.
Molts investigadors d'arreu del món han estat explorant mètodes de comunicació passius relacionats, els quals, són coneguts com a retrodispersió. Un transmissor de dades de retrodispersió sembla molt semblant a aquest nou concepte de transmissor de dades. La diferència és que en un sistema de comunicació de retrodispersió, a més del transmissor de dades i el receptor de dades, hi ha un tercer component que genera una ona de ràdio. La commutació realitzada pel transmissor de dades té l'efecte de reflectir aquesta ona de ràdio, que després és captada pel receptor.
Un dispositiu de retrodispersió té la mateixa eficiència energètica que aquest nou sistema, però la configuració de la retrodispersió és molt més complexa, ja que es necessita un component generador de senyal. Tanmateix, aquest nou sistema té una velocitat i un rang de dades més baixos que els sistems ràdio de retrodispersió o la ràdio convencional.
Per millorar la velociat, encara cal més recerca i ser provat en altres aplicacions com ara dispositius implantats ja que, un avantatge d'aquest nou mètode és que no cal exposar el pacient a un fort senyal de ràdio extern, que pot provocar l'escalfament dels teixits. També es creu que es podrien permetre altres noves formes de comunicació en les quals es puguin modular altres fonts de senyals naturals, com ara el soroll tèrmic del teixit biològic o altres components electrònics.
Font: Zerina Kapetanovic, professora adjunta interina d'enginyeria elèctrica de la Universitat de Stanford.
