Ingenieros de la Universidad de Washington (Seattle) han desarrollado por primera vez un método para cargar smartphones mediante láser, de forma inalámbrica y segura.
Como informa el equipo en un documento publicado en línea el pasado diciembre en las ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies , un rayo delgado e invisible de un emisor láser puede cargar un smartphone situado en una habitación tan rápido como un cable USB estándar. Para lograr esto, el equipo montó una delgada batería en la parte posterior de un teléfono inteligente, que carga el mismo utilizando la energía del láser.
El láser carga el teléfono inteligente a través de una celda de energía montada en la parte posterior del teléfono.
Un haz estrecho puede entregar una potencia constante de 2W a un área de 15 pulgadas cuadradas desde una distancia de hasta 4.3 metros. Pero el emisor se puede modificar para expandir el radio del haz de carga a un área de hasta 100 centímetros cuadrados desde una distancia de 12 metros. Esta extensión significa que el emisor podría apuntar a una superficie de carga más amplia, como un mostrador o mesa, y cargar un teléfono inteligente colocado en cualquier lugar de esa superficie.
El sistema de carga inalámbrico creado por los ingenieros de la Universidad de Washington. El láser de carga y los láseres de protección son normalmente invisibles para el ojo humano, pero se han insertado rayos rojos en lugar de los rayos de protección para fines de demostración. Mark Stone / University of Washington
Además cuenta con características de seguridad diseñadas por el equipo como un disipador de calor de metal de placa plana en el teléfono inteligente para eliminar el exceso de calor del láser, así como un mecanismo basado en reflectores para apagar el láser si una persona trata de moverse en el camino del haz de carga.
Iluminado en rojo uno de los retroreflectores impresos tridimensionales, que refleja los haces de protección de baja potencia a los diodos en el emisor láser. La interrupción de los rayos de seguridad activa un sistema de seguridad que bloquea el haz de carga. Mark Stone / Universidad de Washington
«La seguridad fue nuestro enfoque en el diseño de este sistema» —dijo el coautor Shyam Gollakota, profesor asociado de la Facultad de Ciencias de la Computación e Ingeniería Paul G. Allen de la UW—. «Hemos diseñado, construido y probado este sistema de carga basado en láser con un mecanismo de seguridad de respuesta rápida, que asegura que el emisor láser cancelará el haz de carga antes de que una persona entre en el camino del láser».
Segun Majumdar, estas características le dan a su sistema de carga inalámbrica los sólidos estándares de seguridad necesarios para aplicarlo a una variedad de entornos comerciales y domésticos.
Los investigadores diseñaron el emisor láser para cortar el rayo de carga cuando cualquier objeto, como una parte del cuerpo de una persona, entra en contacto con uno de los rayos de seguridad. El bloqueo de los rayos de protección se puede detectar lo suficientemente rápido como para detectar los movimientos más rápidos del cuerpo humano, basándose en décadas de estudios fisiológicos.
Este sistema se centra en «rayos de seguridad» láser, de baja potencia e inofensivos, que son emitidos por otra fuente de láser que se ubica junto con el rayo láser de carga y «rodea» físicamente al rayo de carga. Los «retroreflectores”, impresos 3-D y personalizados, colocados alrededor de la célula de potencia en el teléfono, reflejan los haces de protección de vuelta a los fotodiodos en el emisor láser.
El prototipo de emisor láser del equipo de UW. El haz de guardia de alta potencia se emite desde el puerto central. Cuatro rayos de guardia de baja potencia se emiten desde los puertos que rodean la viga de protección. Junto a cada puerto del haz de protección hay fotodiodos transparentes que detectan los haces de protección cuando se reflejan de nuevo en el emisor mediante retroreflectores en el teléfono.Mark Stone / Universidad de Washington
Los haces de protección no entregan carga al teléfono ellos mismos, pero su reflejo desde el teléfono inteligente de vuelta al emisor les permite servir como un «sensor» para cuando una persona se mueva en la trayectoria del haz de guardia.
Los haces de protección pueden actuar más veloces que nuestros movimientos más rápidos porque esos haces se reflejan de nuevo en el emisor a la velocidad de la luz.
Como resultado, cuando el haz de guardia se interrumpe por el movimiento de una persona, el emisor lo detecta en una fracción de segundo y despliega un obturador para bloquear el haz de carga antes de que la persona pueda entrar en contacto con él.
El prototipo de ensamblaje del disipador de calor del equipo de UW, que se puede conectar a la parte posterior de un teléfono inteligente, consiste en una celda fotovoltaica (cuadrado plateado, superior) conectada a un generador termoeléctrico (en blanco). El generador está montado sobre un disipador térmico de aluminio. Todo el conjunto tiene solo 8 mm de grosor y 40 mm de ancho.Mark Stone / Universidad de Washington
Fuente: UW
