Tirer parti du corps humain pour récupérer de l’énergie

Alors que vous commencez à peine à profiter des avantages de la technologie sans fil 5G, les chercheurs du monde entier travaillent déjà d’arrache-pied sur l’avenir : la 6G. L’une des percées les plus prometteuses des télécommunications 6G est la possibilité de la communication par lumière visible (VLC), qui est comme une version sans fil de la fibre optique, utilisant des flashs de lumière pour transmettre des informations.

Une équipe de chercheurs de l’université du Massachusetts Amherst a annoncé qu’elle avait inventé un moyen innovant et peu coûteux de récupérer l’énergie résiduelle de la VLC en utilisant le corps humain comme antenne. Cette énergie résiduelle peut être recyclée pour alimenter toute une série d’appareils portables ou même, peut-être, des appareils électroniques plus grands.

« Le VLC est assez simple et intéressant« , explique Jie Xiong, professeur de sciences de l’information et d’informatique à UMass Amherst et auteur principal de l’article. « Au lieu d’utiliser des signaux radio pour envoyer des informations sans fil, il utilise la lumière des LED qui peuvent s’allumer et s’éteindre, jusqu’à un million de fois par seconde. » Une partie de l’attrait du VLC est que l’infrastructure est déjà partout – nos maisons, nos véhicules, nos lampadaires et nos bureaux sont tous éclairés par des ampoules LED, qui pourraient également transmettre des données. « Tout ce qui possède une caméra, comme nos smartphones, nos tablettes ou nos ordinateurs portables, pourrait être le récepteur« , explique Xiong.

Auparavant, M. Xiong et le premier auteur, Minhao Cui, étudiant diplômé en sciences de l’information et de l’informatique à l’UMass Amherst, ont montré qu’il existe une « fuite » importante d’énergie dans les systèmes VLC, car les LED émettent également des « signaux RF à canal latéral« , ou ondes radio. Si cette énergie RF fuyante pouvait être récupérée, elle pourrait être utilisée.

La première tâche de l’équipe a été de concevoir une antenne à partir d’un fil de cuivre enroulé pour collecter les RF fuyantes, ce qu’elle a fait. Mais comment maximiser la collecte d’énergie ?

L’équipe a expérimenté toutes sortes de détails de conception, de l’épaisseur du fil au nombre d’enroulements, mais elle a également remarqué que l’efficacité de l’antenne variait en fonction de ce qu’elle touchait. Ils ont essayé de faire reposer la bobine sur du plastique, du carton, du bois et de l’acier, ainsi que de la faire toucher des murs de différentes épaisseurs, des téléphones allumés et éteints et des ordinateurs portables.

Puis Cui a eu l’idée de voir ce qui se passait lorsque la bobine était en contact avec un corps humain.

Il est immédiatement apparu qu’un corps humain était le meilleur moyen d’amplifier la capacité de la bobine à capter l’énergie RF perdue, jusqu’à dix fois plus que la bobine nue seule.

Après de nombreuses expérimentations, l’équipe a mis au point le « Bracelet+« , une simple bobine de fil de cuivre portée en bracelet sur le haut de l’avant-bras. Bien que la conception puisse être adaptée pour être portée comme une bague, une ceinture, un bracelet de cheville ou un collier, le bracelet semble offrir le bon équilibre entre la collecte d’énergie et la facilité de port.

« La conception est bon marché – moins de cinquante cents« , notent les auteurs, dont l’article a remporté le prestigieux prix du meilleur article de la conférence sur les systèmes de capteurs en réseau embarqués de l’Association for Computing Machinery. « Mais Bracelet+ peut atteindre quelques micro-watts, ce qui est suffisant pour prendre en charge de nombreux capteurs tels que les capteurs de surveillance de la santé du corps qui ont besoin de peu d’énergie pour fonctionner en raison de leur faible fréquence d’échantillonnage et de leur longue durée en mode veille.« 

« En fin de compte, poursuit Xiong, nous voulons être en mesure de récupérer l’énergie résiduelle de toutes sortes de sources afin d’alimenter les technologies futures. »

Légende : L’équipe a fait des expériences en utilisant différents objets du quotidien pour amplifier l’énergie récoltée, et a découvert que le corps humain est l’un des meilleurs matériaux.

Illustration article / OpenAi – Dall-e

DOI : 10.1145/3560905.3568526