Il primo cellulare senza batteria è la scelta green che sognavi

All'Università di Washington è nato il primo prototipo di cellulare che non ha bisogno di batteria: ecco come funziona

Ci sono alcune scoperte che sono destinate a rivoluzionare il mondo, a cambiare il nostro modo di utilizzare degli oggetti, a cancellare alcune nostre abitudini.

La creazione del primo cellulare senza batteria è senz’altro una scoperta di questo tipo e, una volta perfezionata, permetterebbe di non produrre più batterie al litio, che attualmente inquinano tramite il difficile smaltimento e l’emissione di più di 100 gas tossici per la salute e l’ambiente. Vamsi Talla lavora come ricercatore presso un piccolo laboratorio dell’Università di Washington a Seattle e ha inventato il primo cellulare che funziona senza batteria (ma non senza energia!).

Il prototipo nasce dopo una ricerca lunga un anno effettuata da Talla insieme a Joshua Smith, che studia ingegneria informatica e ingegneria elettronica presso l’Università di Washington. “Se dovessi scegliere un dispositivo da rendere indipendente dal bisogno di batteria, quale sceglieresti? Un telefono cellulare è uno degli oggetti più utili che ci sia: ora immagina se la batteria si esaurisse e tu fossi in grado comunque di inviare messaggi ed effettuare chiamate” ha detto Joshua Smith.

Cellulare senza batterua

Per arrivare a non avere più bisogno di batteria, il cellulare dovrebbe riuscire a catturare l’energia necessaria da ciò che lo circonda. E le risorse non mancano. La luce dell’ambiente circostante può essere certamente trasformata in un flusso di elettricità con pannelli solari e fotodiodi. Anche le trasmissioni e Wi-fi a radiofrequenza, possono essere convertite in energia attraverso un’antenna. E attingendo ad entrambe le tecnologie tramite un sistema ibrido si potrebbero generare alcune decine di microwatt. Qui arriva il problema: alcuni microwatt risulterebbero insufficienti per un cellulare tradizionale, che utilizza quasi 800 milliwatt, in chiamata.

La sfida del team di ricerca era doppia: da un lato era necessario trovare una fonte di energia sufficientemente intensa e continua, dall’altro era fondamentale “semplificare” la struttura del cellulare per ridurre il suo bisogno di energia.

Il primo passo effettuato dal laboratorio di Smith è stato quello di sviluppare una tecnica per gestire le comunicazioni chiamata backscatter. Essa consente al dispositivo di comunicare riflettendo le onde radio in entrata: per capire meglio il funzionamento, basti pensare ad un escursionista ferito che decida di inviare un SOS utilizzando i raggi del sole e uno specchio che li rifletta. In seguito allo sviluppo della tecnica, Smith ha deciso di avviare una start-up, la “Jeeva Wireless“, con l’obiettivo di introdurre sul mercato la “Wi-fi passiva”, la sua tecnologia backscatter digitale per Wi-fi a bassa potenza. L’idea è brillante, ma in fase di test si è rivelata inadeguata per poter essere utile al progetto “cellulare senza batteria”.

Il problema, come afferma Talla, è che “la conversione del parlato umano analogico in segnali digitali consuma molta energia”: ecco perché il cellulare ne richiede in grandi quantità. L’approccio rivoluzionario sarebbe quello di riuscire a “tornare” ad una tecnologia analogica efficiente. Il gruppo ha quindi ripreso il progetto di backscatter e l’ha sviluppato in modo analogico. Per farlo, Smith ha deciso di reinventare una tecnologia usata dalle spie durante la Guerra Fredda. Nel 1945, i russi donarono all’ambasciatore americano a Mosca una scultura del Gran Sigillo degli Stati Uniti: nella scultura era nascosta una cimice che si attivava quando veniva colpita dalla frequenza corretta delle onde radio e utilizzava l’energia delle onde stesse per funzionare.

È grazie a questa intuizione che si è trovata la soluzione al primo grande problema: alimentare a sufficienza il telefono. Talla e Smith hanno scelto di risparmiare energia ponendo alcuni componenti chiave del telefono in remoto: è stata creata una base che ospita circuiti per la conversione e la connessione alla rete cellulare digitale, al momento tramite Skype. Il prototipo utilizza una frequenza senza licenza, limitata alle trasmissioni a bassa potenza e dato che il telefono si basa sui segnali lanciati dalla base, può distanziarsi solamente 15 metri da essa.

Cellulare senza batteria

Per poter creare un telefono commercializzabile, il circuito dovrebbe essere integrato in un router Wi-fi o in una torre telefonica tradizionale, cosa che aumenterebbe la portata a un chilometro. Insomma, la via è segnata, ma la strada da percorrere è ancora tanta: il telefono ha un tastierino numerico sensibile al tocco, ma il suo display è un piccolo LED rosso che si illumina quando viene premuto un tasto. Un dettaglio: il touchscreen che ormai ci accompagna negli ultimi modelli di smartphone infatti richiederebbe circa 400 milliwatt. Più di 100 mila volte la potenza che attualmente consuma il telefono “battery-free” di Talla. Non solo: le chiamate vocali funzionano come in un walky-talky: bisogna premere un pulsante per aprire il canale di comunicazione e non è possibile ascoltare e parlare insieme.

Ma il team non demorde e la voglia di innovare è tanta: Talla promette chiamate di qualità migliore e un display grande simile agli smartphone di ultima generazione, insieme ad una fotocamera per scattare selfie. Accanto, Smith afferma che una volta perfezionato il prototipo, la costruzione del cellulare è più economica di un normale smartphone e in scala, sarebbe ancora più conveniente.

Così, la prima volta che dimenticherete il caricabatterie a casa non sarà più un problema.

Il primo cellulare senza batteria è la scelta green che sognavi