Wissenschaftler wollen Menschen als Antennen für die Stromversorgung von 6G nutzen

Jul 16, 2023

Die Zukunft der 6G-Telekommunikation könnte in der Kommunikation mit sichtbarem Licht liegen.

Forscher der University of Massachusetts Amherst glauben, dass der Einsatz von Menschen als Teil des Antennensystems die effizienteste Möglichkeit zur Gewinnung von Abfallenergie bietet.

Dabei könnten Menschen Kupferspiralen tragen.

Wir wissen noch nicht genau, wie die 6G-Funktechnologie funktionieren wird. Forscher der University of Massachusetts Amherst glauben jedoch, dass der Einsatz von Menschen als Antennen für die Stromversorgung von 6G die praktikabelste Möglichkeit sein könnte, zusätzliche Energie zu gewinnen, die sonst verschwendet würde.

Im ständigen Bemühen, den Informationsaustausch zu beschleunigen, haben Wissenschaftler bereits mit der Erforschung der Visible Light Communication (VLC) begonnen, im Grunde eine drahtlose Version der Glasfaser, die Lichtblitze zur Übertragung von Informationen nutzt. Das Hinzufügen von VLC zu 6G spornte das Team von UMass Amherst an, noch tiefer zu graben.

Zunächst einige Hintergrundinformationen zu 6G. Zur Erinnerung: 5G – die fünfte und jüngste Generation zellularer Breitbandnetze – steckt noch in den Kinderschuhen. Echte 5G-Netze arbeiten mit Millimeterwellenfrequenzen zwischen 30 und 300 Gigahertz, was einer 10- bis 100-mal höheren Frequenz entspricht als frühere 4G-Mobilfunknetze. (Einige Mobilfunkanbieter betrügen jedoch, indem sie das obere Ende des 4G-Spektrums als 5G bezeichnen.)

Die Definition dieser Mobilfunkgenerationen wird durch eine globale Partnerschaft namens 3GPP festgelegt. Angesichts der Geschichte des nie endenden Technologiemarsches ist es unvermeidlich, dass 5G in Zukunft durch ein neues Netzwerk ersetzt wird. Es ist einfach nicht ganz klar, was 6G sein wird.

In der neuen Studie haben die Wissenschaftler der UMass Amherst inzwischen herausgefunden, dass Menschen eine entscheidende Rolle dabei spielen können, VLC effizienter zu machen, indem sie ihren Körper als Träger für gewickeltes Kupfer nutzen, um die Abfallenergie von VLC aufzufangen. Der leitende Studienautor Jie Xiong, Professor für Informations- und Informatik an der UMass Amherst, erklärt:

„VLC ist ziemlich einfach und interessant. Anstatt Funksignale zu verwenden, um Informationen drahtlos zu senden, nutzt es das Licht von LEDs, die sich bis zu einer Million Mal pro Sekunde ein- und ausschalten können.“

LED-Lampen können dann Daten übertragen, und „alles mit einer Kamera, wie unsere Smartphones, Tablets oder Laptops, könnte der Empfänger sein“, sagt Xiong.

Der Nachteil von VLC liegt in der hohen Energieverlustrate bei der Aussendung von Seitenkanal-Funkwellensignalen. Die Forscher glauben, dass sie die verschwendete Hochfrequenzenergie (RF) sinnvoll nutzen können, um kleine elektronische Geräte mit Strom zu versorgen.

Nach Experimenten mit Drähten, Spulen und Hintergründen stellten die Wissenschaftler fest, dass der menschliche Körper das beste Medium bietet – bis zu zehnmal besser als jede andere getestete Umgebung –, um die Fähigkeit einer Kupferspule zu verstärken, austretende HF-Energie zu sammeln. Anschließend bauten sie das Armband+ – ein kostengünstiges Gerät, das am Unterarm getragen werden soll, sich aber auch in einen Ring, Gürtel oder eine Halskette verwandeln lässt – um verlorene Energie zu gewinnen. Das gewickelte Kupferarmband+ kann bis zu Mikrowatt erreichen, genug, um Sensoren zur Gesundheitsüberwachung am Körper zu unterstützen, die zum Betrieb nur wenig Strom benötigen, sagt das Team.

Durch die Kopplung der Kupferspulen mit VLC-Systemen werden Menschen als Antennen genutzt, um die von ihnen verwendete Technologie mit Strom zu versorgen.

„Letztendlich“, sagt Xiong, „wollen wir in der Lage sein, Abfallenergie aus allen möglichen Quellen zu nutzen, um zukünftige Technologien anzutreiben.“

Zusätzliche Berichterstattung von Tim Childers

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