Σε έναν κόσμο όπου το φως θεωρείται δεδομένο, μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Oulu στη Φινλανδία αποφάσισε να του δώσει έναν εντελώς νέο ρόλο. Αντί να το αντιμετωπίζει απλώς ως μέσο φωτισμού, το βλέπει ως φορέα δεδομένων και ταυτόχρονα ως πηγή ενέργειας για τα δίκτυα του μέλλοντος. Έτσι ξεκίνησε η προσπάθεια ανάπτυξης τεχνολογίας που μπορεί να μετατρέψει τις κοινές λάμπες LED σε ασφαλή και αποδοτικά κανάλια μετάδοσης πληροφοριών — και παράλληλα σε βιώσιμες ενεργειακές λύσεις για έξυπνες συσκευές.

Ζούμε σε πόλεις που λούζονται στο τεχνητό φως. Φωτίζουμε σπίτια, γραφεία, νοσοκομεία και εργοστάσια για να κινείται καθημερινά ο άνθρωπος και η οικονομία. Αλλά τι θα συνέβαινε αν αυτό το φως μπορούσε να κάνει περισσότερα; Αν μπορούσε να μεταφέρει δεδομένα και να δίνει ενέργεια σε συσκευές, πέρα από το να φωτίζει χώρους; Μέχρι το 2035, εκτιμάται ότι οι λευκές λυχνίες LED θα καλύπτουν περίπου το 95% του εσωτερικού φωτισμού διεθνώς. Επειδή ελέγχονται πολύ πιο εύκολα από τις συμβατικές πηγές, οι ερευνητές εξετάζουν τρόπους να αξιοποιήσουν τις υπάρχουσες υποδομές φωτισμού με πολλαπλές λειτουργικότητες. Το Πανεπιστήμιο του Oulu διερευνά τις δυνατότητες αυτές στο πλαίσιο του έργου SUPERIOT, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Μάρκος Κατς, ειδικού στα δίκτυα 6G.

Τα πλεονεκτήματα του φωτός

Η επικοινωνία μέσω φωτός διαθέτει πλεονεκτήματα που τα ραδιοκύματα δεν μπορούν να προσφέρουν. Είναι ταχύτατη, ασφαλής και χωρίς παρεμβολές σε εξοπλισμό βασισμένο σε ραδιοσήματα. Το πιο καθοριστικό ίσως πλεονέκτημα είναι η ενεργειακή αποδοτικότητα, αφού αξιοποιεί την ενέργεια που ήδη χρησιμοποιείται για φωτισμό, για τη μετάδοση δεδομένων. «Η ανάπτυξη επικοινωνίας μέσω φωτός έχει στον πυρήνα της τη βιωσιμότητα. Μελετάμε πώς οι υπάρχουσες υποδομές μπορούν να αποκτήσουν νέους ρόλους», εξηγεί ο Κατς. Ένα τρεμοπαίζον LED λειτουργεί σαν κώδικας Μορς. Σήμερα, τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας βασίζονται στα ραδιοκύματα, αλλά στην επικοινωνία μέσω ορατού φωτός, η πληροφορία μεταδίδεται μέσω του ίδιου του φωτός.

Μέσα σε ένα σπίτι, τα Wi-Fi δίκτυα ίσως αντικατασταθούν από Li-Fi (light fidelity). Μια απλή λάμπα LED θα μπορούσε να λειτουργεί ταυτόχρονα ως φωτιστικό και ως δρομολογητής δεδομένων. Ο Κατς παρομοιάζει τη λειτουργία της με τον κώδικα Μορς. Η λάμπα τρεμοπαίζει με συγκεκριμένο ρυθμό, ο δέκτης «διαβάζει» άσους και μηδενικά και ο υπολογιστής αποκωδικοποιεί τις πληροφορίες. Το ανθρώπινο μάτι δεν αντιλαμβάνεται το τρεμόπαιγμα — βλέπει μόνο σταθερό φωτισμό, ενώ το διαδικτυακό σεμινάριο έχει ήδη ξεκινήσει.

Η μετάδοση μπορεί να γίνει και προς την αντίθετη κατεύθυνση μέσω αόρατου φωτός, όπως υπερύθρου, το οποίο επιτρέπει καθημερινές λειτουργίες όπως η αποστολή e-mail. «Δεν θα ήταν πρακτικό το κινητό να εκπέμπει ορατό φως. Το υπέρυθρο είναι ιδανικό για αθόρυβη μετάδοση δεδομένων», σημειώνει ο Κατς.

Ασφάλεια και μηδενικές παρεμβολές

Η έρευνα εστιάζει σε περιβάλλοντα όπου τα ραδιοκύματα δημιουργούν κινδύνους: νοσοκομεία, αεροσκάφη, εργοστάσια. Εκεί, η χρήση κινητών συχνά περιορίζεται για λόγους ασφαλείας. Ο Κατς επισημαίνει ότι το φως δεν δημιουργεί τέτοια προβλήματα. Αντίθετα, μπορεί να μεταδώσει δεδομένα μόνο σε όσους βρίσκονται στον ίδιο χώρο, προσφέροντας φυσική ασφάλεια. «Όταν η πηγή φωτός βρίσκεται σε κλειστό δωμάτιο, το σήμα δεν μπορεί να υποκλαπεί απ’ έξω», τονίζει. Το φως δεν θα αντικαταστήσει το ραδιοφάσμα, αλλά θα το συμπληρώσει: δεν υπάρχουν φώτα στο δάσος, άρα το ανέβασμα μιας φωτογραφίας κατά την πεζοπορία θα συνεχίσει να βασίζεται στα ραδιοκύματα. Επιπλέον, μια αδιάκοπη οπτική επαφή ανάμεσα σε πομπό και δέκτη είναι απαραίτητη — ακόμη κι ένα δάχτυλο μπορεί να εμποδίσει τον αισθητήρα και να διακόψει τη σύνδεση.

Το φως ως νέα ενεργειακή πηγή

Η SUPERIOT δεν βλέπει το φως μόνο ως μέσο «συνδεσιμότητας», αλλά και ως μέσο ενέργειας για το Internet of Things. Σε μελλοντικές έξυπνες πόλεις, συσκευές θα συλλέγουν δεδομένα και θα λειτουργούν αυτόνομα. Στόχος είναι οι ίδιες οι συσκευές να τροφοδοτούνται από τον φωτισμό των χώρων — χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά φωτοβολταϊκά αντί για μπαταρίες. «Έτσι θα αποφύγουμε τεράστιες ποσότητες μπαταριών μιας χρήσης. Οι συσκευές IoT καταναλώνουν τόσο λίγη ενέργεια που μπορούν να λειτουργούν αποκλειστικά από το φως γύρω τους», εξηγεί ο Κατς.

Η έρευνα στρέφεται επίσης στα εκτυπωμένα ηλεκτρονικά. Πολλά σύγχρονα μέρη συσκευών απαιτούν σπάνια υλικά. Η ομάδα αναζητά τρόπους να τα εκτυπώσει με ελάχιστους πόρους, δημιουργώντας αυτοκόλλητες IoT συσκευές μεγέθους τραπεζικής κάρτας. Θα μπορούν να ενσωματώνονται σε κουτιά τροφίμων, να ενημερώνουν τις τιμές σε πραγματικό χρόνο, να ειδοποιούν για ανάκληση παρτίδων ή να ελέγχουν αυτόματα τον αερισμό σε κτίρια.

Ήδη έχουν αναπτυχθεί εκτυπωμένες δοκιμαστικές συσκευές για χρήση σε νοσοκομεία — εντοπίζουν εξοπλισμό και προσωπικό, ενώ μπορούν να παρακολουθούν την κατάσταση ασθενών. «Ένας αισθητήρας πάνω σε έναν ασθενή θα μπορούσε να στείλει άμεσα σήμα αν πέσει ή αν ανέβει απότομα ο πυρετός», εξηγεί ο Κατς. Στόχος είναι αυτές οι συσκευές να εναλλάσσουν ραδιοκύματα και φως για μέγιστη ασφάλεια και να αντλούν ενέργεια αποκλειστικά από τον φωτισμό του χώρου.

Διαβάστε ακόμη 

Στο «μικροσκόπιο» η κινεζική DeepSeek: Απαγορευμένα μικροτσίπ της Nvidia πίσω από το νέο AI μοντέλο

ΥΠΕΘΟΟ: Γίνεται νόμος η «δεύτερη ευκαιρία» για επιστροφή ενοικίων

ΔΕΗ Ανανεώσιμες: Πώς θα πρασινίσει η περιοχή του Ορυχείου Μεγαλόπολης (pic)

Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφτείτε το Πρώτο Θέμα