Un team di ricercatori, guidato da Domenico Giustiniano, Professore Associato di Ricerca presso l'IMDEA Networks Institute di Madrid, ha presentato importanti progressi nella creazione di sistemi di comunicazione wireless sostenibili. Questo rappresenta un nuovo passo verso la realizzazione di dispositivi senza batteria, attraverso la convergenza di due tecnologie emergenti: LiFi e retrodiffusione a radiofrequenza (RF). Le potenziali applicazioni includono case intelligenti, città intelligenti e agricoltura intelligente.

Si prevede che entro il 2025 verranno implementati oltre 64 miliardi di dispositivi IoT e funzioneranno con le batterie. I componenti chimici di queste batterie minacciano di avere un enorme impatto ambientale sulla Terra. È urgente trovare una soluzione per rimuovere le batterie senza influire sulle prestazioni di comunicazione e sui servizi IoT.

I ricercatori di IMDEA propongono che i dispositivi IoT funzioneranno con l'energia fornita dai diodi a emissione di luce (LED) e da qualsiasi altra fonte di luce e i dati forniti modulando questi LED, un concetto chiamato LiFi, e che i dispositivi IoT invieranno i dati riflettendo e modulando i segnali RF in arrivo già presenti nell'ambiente, una tecnica di trasmissione passiva ea bassa energia chiamata RF backscatter.

"Il nostro lavoro apre le porte ad applicazioni Internet of Things a lungo raggio e prive di batteria, per il retrofit dell'infrastruttura di illuminazione per la comunicazione, qualcosa che in precedenza non era possibile ottenere. È il risultato di tre anni di ricerca; quando abbiamo iniziato, tecnologia LiFi e RF il backscattering erano considerate tecnologie indipendenti e abbiamo dimostrato che il LiFi può risolvere i limiti del backscatter RF e che il LiFi può essere applicato a un nuovo campo, la comunicazione senza batterie", afferma il dott. Giustiniano. Il team di IMDEA Networks (formato da Domenico Giustiniano, Borja Genovés Guzmán e Muhammad Sarmad Mir) ha beneficiato della collaborazione del dottor Ambuj Varshney (Università di Uppsala e presto professore assistente presso l'Università nazionale di Singapore).

"Le celle solari sono state ampiamente utilizzate per raccogliere energia. In questo lavoro, facciamo un ulteriore passo avanti e dimostriamo che possono essere utilizzate in modo efficiente e simultaneo sia come fonte di raccolta di energia che come ricevitore di comunicazioni. La nostra soluzione risolve il compromesso tra l'energia catturata richiesta dal dispositivo IoT e la velocità dati desiderata, consentendo al nostro sistema di funzionare senza utilizzare le batterie", afferma Borja Genovés Guzmán, ricercatore post-doc presso IMDEA Networks e uno dei coautori dell'articolo scientifico.

La ricerca che ha dimostrato che i dispositivi IoT con vincoli di potenza possono raggiungere una trasmissione a lunghissimo raggio senza influire sul loro consumo energetico, sarà presentata alla conferenza ACM MobiCom 2021. Rappresentando un trasferimento di conoscenze tecnologiche alla società e sostenuto dai fondi della Comunità di Madrid, Ministero spagnolo della Scienza e dell'Innovazione e dell'Unione Europea, la ricerca è stata recentemente presentata al grande pubblico in occasione di eventi come la Settimana della Scienza e dell'Innovazione e la Notte Europea dei Ricercatori (organizzata nella Comunità di Madrid dal madri+d Fondazione per la conoscenza).