Phát triển thành công hệ thống phát Wi-Fi tiết kiệm pin di động hơn 10.000 lần so với hiện tại

Wi-Fi là một phát minh thay đổi cuộc sống, ta không thể phủ nhận điều đó nhưng đi cùng với nó là sự tốn điện – hiện đại thì hại điện mà.

Nhưng thời thế lại một lần nữa thay đổi rồi, khi mà các kĩ sư công nghệ người Mỹ đã thiết kế được đường truyền Wi-Fi sử dụng ít điện năng hơn cách truyền thống tới … 10.000 lần. Con số khổng lồ với 4 chữ số 0 kia có nghĩa là bạn có thể truy cập Internet (thông qua Wi-Fi, hiển nhiên rồi), download hàng tá thứ về mà không hi sinh quá nhiều thời lượng pin.

Tuyệt vời hơn nữa, bạn có thể áp dụng công nghệ Wi-Fi này lên bất cứ gần như thiết bị điện thoại thông minh nào, không cần thiết cứ phải hàng hiệu như iPhone hay Galaxy.

Tính tới hiện tại, đội ngũ tại Đại học Washington mới chỉ đạt tới tốc độ 11 megabit mỗi giây, tức là khoảng hơn 1,3 MB/s – chưa thực sự nhanh lắm và cũng chưa phá được kỉ lục nào cả. Nhưng họ đang cố gắng làm cho mạng Wi-Fi này nhanh hơn nữa (hiển nhiên, 1 MB/s mới là mức tầm tầm hiện nay). Những dấu hiệu khả quan ban đầu đã cho thấy mạng này không chỉ là một bản thiết kế trên giấy, nó đã được thử nghiệm và thành công trên các router cũng như smartphone hiện hành.

“Chúng tôi muốn đạt tới mức độ của một tín hiệu Wi-Fi không cần dùng tới năng lượng”, một trong số thành viên của đội ngũ nghiên cứu, Shyam Gollakota nêu lên tham vọng của mình.

“Về cơ bản, đó là những gì mà Wi-Fi Bị động mang lại cho chúng ta. Hệ thống có thể cung cấp tín hiệu mạng yêu cần ít năng lượng hơn 10.000 lần trước đây là một trong những kết quả tốt nhất hiện tại”.

Tuy nhiên hệ thống này vẫn chưa được xem xét và khẳng định một cách chắc chắc nhưng tiềm năng cực kì lớn và những kết quả thành công ban đầu đã đem lại cho hệ thống này một chỗ đứng trong Top 10 những công nghệ đột phá nhất năm 2016, một danh sách được bầu chọn bởi MIT Technology Review.

Vậy nó hoạt động như thế nào để đạt được con số 10.000 lần tốt hơn đầy ấn tượng kia? Hiện tại, sóng Wi-Fi yêu cầu thông tin phải được đưa qua tần số kĩ thuật số (có tên dải tần cơ sở) cũng như một tần số vô tuyến RF cổ điển.

Hai tần số này kết hợp lại để gửi đi những gói tín hiệu thông tin (packet), những gói tin này sẽ được điện thoại thông minh của bạn giải mã.

Mặc dù trong suốt khoảng thời gian vài thập kỉ vừa qua, công nghệ dải tần cơ sở của chúng ta đã được cải tiến và mạnh mẽ lên nhiều lần, thông tin truyền đi đã không tiêu hao năng lượng nhiều như trước nhưng sóng vô tuyến RF vẫn chững lại nhiều năm rồi. Công nghệ “lạc hậu” này vẫn khiến các thiết bị tiêu tốn hàng trăm milliwatt điện.

Điểm yếu của Wi-Fi hiện nay nằm chính tại đó. Để nhận được tín hiệu Wi-Fi trên điện thoại của bạn, bạn cần cả bộ nhận tín hiệu kĩ thuật số cũng như tín hiệu sóng vô tuyến. Vì thế pin của bạn mới phải chịu đựng sự tốn kém của hàng giờ lướt Facebook, kéo 9GAG và xem YouTube.

Hệ thống mới của Đại học Washington sửa chữa được chính vấn đề đó. Bằng cách tách riêng sóng vô tuyến và sóng kĩ thuật số, loại bỏ hoàn toàn loại sóng vô tuyến tốn điện bằng một thiết bị cắm duy nhất.

Thiết bị từ các nhà khoa học tại Đại học Washington.

Thiết bị cắm ấy tạo ra sóng Wi-Fi thông qua một dãy cảm biến, những gói tin Wi-Fi sẽ được nhận về bởi một thiết bị đổi có tên Wi-Fi Bị động. Nó sẽ đẩy thông tin tới điện thoại thông minh hoặc router của bạn, những gói tin mới sẽ chỉ sử dụng lượng năng lượng trong khoảng 15 tới 60 microwatt điện – ít hơn 10.000 lần so với những thiết bị hiện hành.

Trong những thử nghiệm thực tế, hệ thống Wi-Fi bị động kia có thể kết nối dễ dàng được với một chiếc smartphone không quá hiện đại, thậm chí cả ở khoảng ách 30 mét.

“Tất cả những phần xử lý mạng tiêu tốn năng lượng đều được xử lý bởi thiết bị cắm riêng kia”, Vamsi Talla thuộc đội ngũ nghiên cứu nói.

Và nó sẽ không chỉ tiết kiệm pin cho smartphone của bạn, nó sẽ là thiết bị kết nối khiến cho “mạng lưới vạn vật kết nối Internet – Internet of Things” trở nên trong tầm với hơn bao giờ hết. Năng lượng luôn là một vấn đề nan giải trong vô vàn khía cạnh, và đây sẽ là giải pháp xử lý vấn đề nan giải đó.

Tham khảo ScienceAlert