Ingenieros logran radio WiFi de 28 microwatios, permitiendo dispositivos inteligentes sin batería

El nuevo radio WiFi de ultra-bajo consumo consume solo 28 microwatios para transmitir datos a 2 megabits por segundo sobre un rango de 21 metros. Podría permitir dispositivos inteligentes sin batería y configuraciones domésticas completamente inalámbricas.

El problema de la energía en IoT

A pesar de la popularidad continuamente creciente de dispositivos de Internet de las Cosas (IoT), su utilidad ha sido limitada por su vida de batería. Una fracción significativa del consumo de energía en estos dispositivos proviene del radio WiFi, especialmente al transmitir datos a altas tasas pico.

Los radios WiFi existentes usualmente toman cientos de milivatios de potencia para conectar dispositivos IoT con transceptores WiFi. Por eso los dispositivos con WiFi integrado requieren recargas frecuentes, fuentes de energía externas, o baterías grandes para funcionar.

Ahora investigadores de la Universidad de California San Diego han desarrollado un diminuto dispositivo que usa aproximadamente 5.000 veces menos potencia que los radios WiFi existentes para conectar dispositivos IoT con redes WiFi estándar.

El dispositivo consume solo 28 microwatios (µW) para transmitir datos a 2 megabits por segundo sobre un rango de 21 metros. Puede integrarse con smartphones, cámaras pequeñas y sensores. Los clientes no tienen que comprar equipo adicional, ya que puede permitir comunicación directa entre dispositivos IoT y un punto de acceso WiFi cercano.

¿Cómo funciona?

Para operar con potencia significativamente baja, el radio WiFi transmite datos utilizando un método llamado retrodispersión (backscattering). En física, la retrodispersión se refiere a la reflexión de ondas o señales de vuelta a la dirección desde la cual vinieron. Se usa principalmente en fotografía, astronomía y ultrasonografía.

Este chip recién desarrollado captura ondas de radio entrantes (señales WiFi) de un punto de acceso WiFi cercano o dispositivo (como una laptop). Luego altera las señales, codificando sus propios datos sobre ellas. Finalmente, las señales codificadas se reflejan en un canal WiFi separado a otro punto de acceso o dispositivo.

Radios WiFi de potencia extremadamente baja integrados en chips diminutos. Cada chip mide 1,5 milímetros cuadrados de área. | Crédito: David Baillot | UC San Diego

Para construir tal tecnología de radio WiFi de baja potencia, el equipo de investigación desarrolló un componente llamado receptor de activación (wake-up receiver). Es responsable de "despertar" el radio WiFi solo cuando los dispositivos IoT necesitan transferir/recibir datos. El resto del tiempo, permanece en modo de baja potencia, consumiendo solo 3 µW de potencia.

El equipo de investigación también mostró una versión mejorada de su tecnología, que presenta un circuito integrado personalizado para retrodispersión de datos. Esto hace que todo el sistema sea compacto y más eficiente, permitiendo que el dispositivo opere sobre distancias mayores (hasta 21 metros).

En general, este es el primer chip pragmático que puede desplegarse en dispositivos compactos de baja potencia. Según los investigadores, puede acelerar el desarrollo de wearables de menor potencia, dispositivos inteligentes sin batería, y configuraciones domésticas más portátiles y completamente inalámbricas.