Cơ thể con người có thể trở thành nguồn ‘pin sống’ nhờ công nghệ 6G

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Massachusetts Amherst (Mỹ) đã phát hiện ra một phát minh đáng chú ý liên quan đến việc sử dụng năng lượng tần số vô tuyến (RF) phát ra từ giao tiếp ánh sáng khả kiến (Visible light communication: VLC) trong công nghệ 6G.

Họ cho rằng, nếu tần số vô tuyến này được áp dụng trong truyền tải dữ liệu của mạng 6G, năng lượng phát sinh từ quá trình truyền tải có thể được thu thập hiệu quả bằng các cuộn dây đồng nhỏ, có giá thành thấp.

Những cuộn dây này có thể chuyển đổi năng lượng RF thành điện năng và truyền tải nó qua cơ thể con người để cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác, tạo ra một hệ thống năng lượng không dây tiện lợi và hiệu quả.

Công nghệ 6G, một bước tiến đột phá trong thông tin di động, hiện đang được nghiên cứu và phát triển, và dự kiến sẽ được triển khai rộng rãi trước khi thập kỷ này kết thúc.

Cốt lõi của cơ chế này nằm ở công nghệ VLC, một phương pháp truyền tải dữ liệu cực kỳ nhanh chóng thông qua các tia sáng khả kiến phát ra từ các nguồn sáng như đèn LED. VLC được coi là một trong những công nghệ tiềm năng để truyền tín hiệu trong mạng 6G trong tương lai.

Tuy nhiên, ngoài ánh sáng khả kiến, đèn LED cũng phát ra tín hiệu RF ở một kênh phụ dưới dạng năng lượng rò rỉ, điều này trước đây chưa được khai thác triệt để. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện rằng năng lượng RF này có thể được thu thập hiệu quả bằng các cuộn dây đồng nhỏ, một phương pháp đơn giản nhưng hiệu quả.

Họ cũng nhận thấy rằng hiệu suất tái chế năng lượng từ các tín hiệu RF sẽ được cải thiện đáng kể khi các cuộn dây đồng này tiếp xúc với da người, tạo ra một nguồn năng lượng có thể được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị đeo được hoặc các ứng dụng khác trong hệ sinh thái 6G.

Theo nghiên cứu, việc tiếp xúc với da có thể tăng hiệu quả thu năng lượng lên tới 10 lần so với khi chỉ sử dụng cuộn dây đơn thuần. Cơ thể con người đã chứng minh khả năng khuếch đại năng lượng vô tuyến bị rò rỉ một cách vượt trội, hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với các vật liệu khác như gỗ, nhựa, bìa cứng hay thép, giúp tối ưu hóa quá trình thu thập năng lượng.

Dựa trên những phát hiện này, các nhà nghiên cứu đã phát triển "Bracelet+", một cuộn dây đồng đơn giản, có thể đeo như một thiết bị thu năng lượng trên cổ tay. Thiết kế linh hoạt của nó cũng cho phép điều chỉnh để trở thành một chiếc vòng cổ, lắc chân, thắt lưng hoặc nhẫn.

Tuy nhiên, các nhà khoa học nhận thấy rằng chiếc vòng tay này không chỉ thu năng lượng hiệu quả mà còn tiện lợi khi đeo, mang lại sự kết hợp hoàn hảo giữa công năng và tính thẩm mỹ.

"Thiết kế này rất rẻ, chỉ dưới 50 xu (khoảng 0,5 USD)", các tác giả nghiên cứu chia sẻ trong một tuyên bố. "Mặc dù vậy, Bracelet+ có thể cung cấp nguồn năng lượng cỡ microwatt, đủ để cung cấp năng lượng cho các cảm biến như cảm biến theo dõi sức khỏe trên cơ thể, vốn yêu cầu ít điện năng nhờ vào tần số lấy mẫu thấp và thời gian ở chế độ ngủ dài".

Công nghệ này có thể giải quyết vấn đề thời lượng pin hạn chế trên các thiết bị đeo. Ngay cả những chiếc đồng hồ thông minh cao cấp như Apple Watch, mặc dù rất được ưa chuộng, cũng thường xuyên cần phải sạc mỗi ngày, điều này có thể làm giảm tính tiện lợi trừ khi việc sạc trở thành một phần trong thói quen hàng ngày.

Hơn nữa, khi các thiết bị như nhẫn thông minh ngày càng trở nên phổ biến, nhu cầu sạc lại pin trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, tạo ra một thách thức lớn đối với sự tiện dụng và tính bền vững của các thiết bị này.

Vì vậy, công nghệ thu thập năng lượng mà Bracelet+ hỗ trợ có thể phát triển thành một giải pháp sạc tại chỗ cho các thiết bị đeo thế hệ tiếp theo, miễn là những thiết bị này có khả năng thu năng lượng từ vòng đeo tay.

Tất nhiên, điều này còn phụ thuộc vào việc triển khai mạng 6G sử dụng VLC, một công nghệ hiện vẫn còn ở giai đoạn phát triển và còn rất lâu mới được triển khai rộng rãi, chưa kể đến việc tích hợp vào các thiết bị tiêu dùng hoặc công nghiệp.

"Cuối cùng," Jie Xiong, tác giả chính của nghiên cứu và là giáo sư khoa học thông tin và máy tính tại UMass Amherst, chia sẻ trong một tuyên bố, "chúng tôi mong muốn có thể thu thập năng lượng từ mọi nguồn thải để cung cấp năng lượng cho các công nghệ tương lai".

Tác giả chính của nghiên cứu Jie Xiong , Giáo sư khoa học thông tin và máy tính tại Đại học Massachusetts Amherst cho biết trong một tuyên bố rằng: "Chúng tôi muốn có thể thu thập năng lượng thải từ mọi nguồn để cung cấp năng lượng cho công nghệ tương lai".