Foto: Estos dos dispositivos del tamaño de una tarjeta de crédito no cuentan con una fuente de energía convencional, pero se pueden comunicar reutilizando las señales de emisión de televisión.

Un novedoso tipo de dispositivo inalámbrico envía y recibe datos sin una batería ni ninguna otra fuente de energía convencional. Estos dispositivos recolectan la energía que necesitan de las ondas de radio que nos rodean por todas partes y que provienen de la televisión, la radio y las emisiones wifi.

Estos dispositivos aparentemente imposibles podrían dar lugar a una avalancha de nuevos usos de la computación, desde mejores pagos sin contacto hasta la difusión de pequeños sensores baratos prácticamente por todas partes.

"Tradicionalmente, la comunicación inalámbrica ha tenido que ver con dispositivos que generan señales de radiofrecuencia", explica Shyam Gollakota, uno de los investigadores de la Universidad de Washington que ha dirigido el proyecto. "Pero hay tantas señales de radio a nuestro alrededor, de la televisión, la radio y las redes móviles, ¿por qué no usarlas?".

Gollakota y sus compañeros han creado varios prototipos para probar la idea de usar las ondas de radio ambientales para comunicarse. En una de las pruebas, dos dispositivos del tamaño de una tarjeta de crédito -aunque con aparatosas antenas- se usaron para demostrar cómo la técnica podría permitir nuevas formas de tecnología de pago. Apretar un botón en una tarjeta hacía que conectara con y transfiriera dinero virtual a otra tarjeta parecida, todo sin batería o una fuente de energía externa.

Aquí puede verse un vídeo de los prototipos:

"En esa demostración, los LED, los sensores táctiles, los microcontroladores y la comunicación inalámbrica reciben todos la energía de esas señales ambientales de televisión", explica Gollakota.

Los dispositivos se comunican variando cuánto reflejan -una cualidad conocida como difusión- y absorben señales de televisión. Cada dispositivo tiene una sencilla antena dipolo con dos mitades idénticas, parecidas a una antena aérea de televisión. Las dos mitades están enlazadas por un transistor, que puede cambiar entre dos estados. Puede conectar las mitades para que funcionen juntas y absorber eficientemente las señales ambiente, o puede dejar las mitades separadas para dispersar en vez de absorber las señales. Los dispositivos cercanos unos a otros pueden detectar si el otro está absorbiendo o dispersando las señales ambiente de televisión. "Si un dispositivo cercano está absorbiendo con más eficiencia, otro notará las señales un poco menos; si no, sentirá más", explica Gollakota. Un  dispositivo codifica los datos al cambiar entre absorber y no absorber para crear un patrón binario.

El dispositivo consigue la energía para dar potencia a sus componentes electrónicos y software incrustado del goteo de energía que consigue cuando su antena está colocada para absorber ondas de radio.

En las pruebas, los dispositivos fueron capaces de transferir datos a una tasa de un kilobit por segundo, lo suficiente para compartir lecturas de sensores, la información necesaria para verificar la identidad del dispositivo, u otros datos sencillos. Por ahora la distancia de enlace más larga lograda entre dispositivos se acerca al metro, pero el equipo de la Universidad de Washington ha podido ampliarlo hasta los 7 metros con algunas mejoras relativamente sencillas de los prototipos. Los investigadores también afirman que las antenas de los dispositivos de difusión podrían hacerse más pequeñas que las de los prototipos.

Gollakota relata que los dispositivos se podrían programar para trabajar juntos en redes en las que los datos viajarían saltando de un dispositivo a otro para cubrir largas distancias y acabar por conectarse con nodos en Internet. El profesor cree que muchas de las posesiones personales o domésticas de alguien podrían formar parte de esa red libre de baterías, facilitando el encontrar un objeto perdido como tus llaves. "Estos dispositivos pueden hablar unos con otros y saber dónde está", afirma.

Los investigadores probaron ese escenario colocando etiquetas en cajas de cereales alienadas en un estante para imitar un supermercado o un almacén. Cada etiqueta se comunicaba con su vecina más cercana para comprobar si estaba en el lugar adecuado y hacía parpadear su LED si no estaba.

Esta demostración impresiona a Kristofer Pister, profesor de la Universidad de California, Berkeley (EE.UU.), cuyo trabajo sobre dispositivos diminutos bautizados como "polvo inteligente", que recogen datos de casi cualquier sitio, ha dado lugar a muchos proyectos de investigación sobre sensores en red. Usar las señales de televisión para permitir dichas aplicaciones sin baterías es "una idea muy ingeniosa", afirma.

Mientras que Pister y otros alrededor del mundo -incluyendo el grupo de Washington- se han pasado años creando la tecnología necesaria para hacer que los sensores baratos y compactos sean prácticos (ver ""), las redes de este tipo son relativamente escasas. Josh Smith, profesor de la Universidad de Washington que ha dirigido el proyecto de difusión con Gollakota, afirma que poder hacerlo sin necesitar energía añadida podría ser útil.

"La necesidad de baterías es una de las cosas que ha ralentizado su despliegue", afirma. Sin baterías, los sensores pueden ser significativamente más baratos y duraderos, permitiendo su colocación en áreas en las que no mercería la pena si no fuera así, explica Smith. "Podrías incluir sensores en las paredes de un edificio sabiendo que seguirían funcionando años después".

Bhaskar Krishnamachuri, que trabaja en redes de sensores en la Universidad del Sur de California (EE.UU.) señala que en algunas zonas rurales y algunos interiores de edificios puede no haber suficientes ondas de radio en el ambiente para usar el método sin baterías. "Para muchas aplicaciones prácticas, una batería incluida quizá sea inevitable", explica. "Sin embargo, el enfoque propuesto puede servir para ampliar el tiempo entre las cargas".

La tecnología de comunicación mediante difusión la han desarrollado Gollakota y Smith junto con David Wetherall, otro profesor de la Universidad de Washington, y los estudiantes  Vincent Liu, Aaron Parks y Vamsi Talla. Un artículo sobre la tecnología ha ganado el premio al mejor artículo en la conferencia ACM Sigcomm celebrada en Hong Kong (China) esta semana.