Projekt „Ambient Backscatter“: Uni Washington will WLAN- und TV-Signale als Energiequelle für das „Internet of Things“ nutzen

Es ist eine vergleichsweise alte Idee: Alle Geräte und Alltagsgegenstände sollen mit uns und miteinander kommunizieren und so ein Netzwerk aufbauen, an dem wir nicht nur über Computer und (seit den letzten Jahren) Smartphones partizipieren. Diese Vorstellung ist seit 1991 unter dem Begriff „Internet of Things“ bekannt. Ein Problem war aber immer die technische Umsetzung: Wie können die völlig unterschiedlichen Anwendungsbereiche und Komponenten miteinander verknüpft werden?

Ein Team der University of Washington hat jetzt eine neue Technologie vorgestellt, die diese Vernetzung einfacher macht: „ambient backscatter“. Die Forscher lassen dabei zwei Geräte miteinander kommunizieren, auf Basis von bestehenden WiFi- oder auch TV-Signalen. Und das Beste daran: Diese brauchen keinen zusätzlichen Strom aus Akkus oder Batterien.

Die Energie liegt in der Luft

Denn die Beispielmodule, die bisher nichts anderes sind als zwei Platinen mit drei Knöpfen und einfachen Antennen, verbinden sich nicht nur über diese vorhandenen Signale, sie beziehen auch ihre Energie daraus: „Wir können die drahtlosen Signale, die überall um uns herum sind, als Energiequelle und als Übertragungsmedium einsetzen“, erklärt Shyam Gollakota, einer der leitenden Forscher des Projektes. „Die Einsatzmöglichkeiten für diese Technik sind vielfältig, von tragbaren Computern über intelligente Häuser bis hin zu autarken Sensornetzwerken.“

Die Sensoren könnten sogar, wie im Video erklärt, in Wänden eingesetzt werden, um beispielsweise die Struktur des Hauses zu überwachen und Alarm zu schlagen, wenn Risse entstehen. Und das Gleiche gilt natürlich auch für eine Vielzahl anderer Bereiche. Da die Sensoren keine zusätzlichen Stromspeicher brauchen, können sie vergleichsweise klein gebaut werden; da sie wartungsfrei sind, lassen sie sich auch an schwer zugänglichen Stellen positionieren. Solange noch Platz für die Antenne ist und es Empfang gibt, liefern die Sensoren über „ambient backscatter“ daher unermüdlich ihre Daten.

Das Team aus Washington hat die Geräte in verschiedenen Umfeldern getestet, wie zum Beispiel innerhalb eines Wohnblocks, um den Empfang der TV-Signale zu erforschen. Bisher funktioniert das System nur über kurze Distanzen unter einem Meter, aber die Forscher sind zuversichtlich, die Reichweite der Geräte erweitern zu können.

Akku leer? Nachricht senden!

Die Anwendungsmöglichkeiten sind ? Eine entsprechende Ausbreitung der Sensoren vorausgesetzt, könnte einem zum Beispiel das Sofa eine Nachricht aufs Smartphone schicken, wenn der Schlüsselbund aus der Hosentasche gerutscht und irgendwo hinter dem Kissen liegengeblieben ist. Oder aber – sehr verlockend, denn die Situation kennen wir alle – das Smartphone könnte trotz leerem Akku noch Textnachrichten verschicken: Ob diese schon fertig geschrieben sein müssten, dazu sagen die Forscher zwar nichts.

Zu vermuten ist aber, dass der SMS-Versand wohl nur auf Notfälle und vordefinierte Texte beschränkt wäre – schließlich würde allein das Display eine Menge Energie benötigen. Und so ausgereift ist die Technik leider noch nicht, dass sie Smartphone-Akkus quasi nebenbei aus dem allgemeinen Hintergrundrauschen des Signal-Dauerfeuers permanent aufladen könnte. Was nicht ist, kann aber ja noch werden.

Bereits in der aktuellen Ausprägung ist die Technologie ziemlich beeindruckend und neu: Eine Welt, wo alles wirklich drahtlos miteinander verknüpft ist, wo Sensoren autonom und ohne zusätzliche Energiequellen zuverlässig arbeiten. Ob wir wirklich Sensoren in jedem Gerät und in jedem Gegenstand, bis hin zum Haustürschlüssel, haben wollen, ist eine wichtige Frage. Aber Maschinen sind jetzt schon Teil unseres Alltags und werden uns nicht mehr allein lassen.

Bild: Screenshot Video – Uni Washington