Caso você ainda não saiba, o Passive WiFi é uma inovação incrível preparada para revolucionar as comunicações sem fio, começando com a Internet das coisas (IoT) ou a Internet industrial. Ele promete um futuro de comunicação WiFi que será 10.000 vezes mais eficiente em termos energéticos.
O Inside Frequency Control conseguiu uma passagem para os bastidores dessa tecnologia emocionante quando conversamos com um dos co-inventores, Shyam Gollakota. Confira a entrevista onde aprendemos mais sobre o Wi-Fi passivo (você pode ler o artigo de pesquisa aqui) E o processo que os pesquisadores usaram para dar vida a essa inovação.
TL;DR: Aqui está o resumo executivo para quem não tem 5 minutos.
- WiFi passivo consome energia (10.000 vezes menos que rádios WiFi normais)
- Funciona refletindo a energia de RF, como um código Morse do século 21
- WiFi passivo busca iniciar uma revolução na IoT e na computação móvel
- Conselhos de inovação: converse com pessoas que não são do seu domínio
- Em breve, todo objeto poderá se comunicar e ter inteligência
[Tommy Reed] O que é “Wi-Fi passivo” para quem ainda não ouviu falar?
[Shyam Gollakota] O Wi-Fi passivo é uma nova abordagem ao onipresente padrão Wi-Fi, onde conseguimos reduzir drasticamente o consumo de energia em várias ordens de grandeza, desacoplando os componentes analógicos e digitais de um rádio Wi-Fi típico. . Um único dispositivo conectado, como um roteador Wifi, faz a parte analógica para toda a rede, enquanto os dispositivos WiFi conectados na rede são capazes de operar apenas no domínio digital. Então, ao refletir a energia RF do roteador, os dispositivos conectados podem gerar sinais wi-fi. Ao substituir o componente analógico por um interruptor simples que pode conectar ou desconectar a antena, causando reflexos de RF, podemos demonstrar wi-fi com uma fração do consumo típico de energia de RF.
[t] Qual foi a motivação por trás do wi-fi passivo?
[s] O problema do WiFi e dos rádios típicos é que eles consomem muita energia. A principal razão é que os rádios típicos possuem um componente digital e um analógico. Devido à Lei de Moore, o consumo de energia do componente digital tornou-se incrivelmente eficiente. Chegou ao ponto em que você pode fazer o processamento digital de banda base para 10s de microwatts.
O problema, entretanto, é que o consumo de energia do componente analógico (que inclui coisas como ADC, DAC, amplificadores e até mesmo oscilador) permaneceu muito alto. Se você observar um rádio WiFi típico, o consumo total de energia é da ordem de algumas centenas de miliwatts de potência. E isso não é um problema apenas para rádios WiFi, isso se estende a outros padrões de rádio RF, como Bluetooth ou zig-bee.
Portanto, a pergunta que fizemos foi “podemos obter WiFi por 10s de microwatts de potência?” que representa cerca de 10.000 vezes menos potência do que os melhores rádios WiFi da categoria. E se pudéssemos fazer isso, teria um enorme impacto em termos do mercado de sensores e da Internet das Coisas (IoT), que teve uma adoção lenta, principalmente devido ao consumo de energia de RF.
[t] Para maior clareza, como o WiFi passivo difere da coleta de energia de RF ou do carregamento sem fio? Eu sinto que é muito diferente.
[s] Na verdade, eles são complementares. Tivemos um projeto no ano passado em que mostramos que era possível fornecer energia usando um roteador WiFi. O que estamos falando aqui é comunicação. Onde a coleta de energia tenta extrair pequenas quantidades de energia da energia de RF, o WiFi passivo pode, na verdade, ser usado para criar transmissões, permitindo a comunicação apenas usando reflexos. A vantagem de fazer isso é que o baixo consumo de energia de dispositivos WiFi passivos os torna adequados para alimentação com coleta de energia de RF para prolongar significativamente a vida operacional desses dispositivos.
[t] Este conceito de energia refletida já surgiu algumas vezes, você poderia expandir isso um pouco mais?
[s] As pessoas costumam se comunicar a longas distâncias colocando luzes no topo de montanhas ou torres. Então as pessoas começaram a substituir as luzes por espelhos e simplesmente refletir a luz ambiente para se comunicar. Isso é semelhante à nossa abordagem com WiFi passivo, mas em vez de refletir luz, refletimos energia de RF. E a maneira como você reflete a energia de RF é com uma antena especial. Para criar o sinal WiFi codificado, conectamos e desconectamos a antena de forma que produza a transmissão WiFi.
[t] O WiFi passivo é adequado para aplicações de alta taxa de dados ou é mais adequado para sensores de baixa taxa de dados ou dispositivos IoT?
[s] Até agora, chegamos a 11Mbps. Não há nada fundamental na física que diga que você não pode obter velocidades 802.11b ou mesmo centenas de Mbps. Ainda não demonstramos essas velocidades porque estamos adotando uma abordagem lógica, passo a passo. Estamos no caminho de demonstrar o 802.11n, que seria de centenas de megabits por segundo.
[t] Você direcionou isso inicialmente para WiFi, mas isso poderia ser estendido a outros protocolos sem fio. Por que Wi-Fi?
[s] Há muito tempo que as pessoas tentam projetar seus próprios protocolos sem fio personalizados de baixo consumo de energia. O problema dessa abordagem é a lenta taxa de adoção desses dispositivos personalizados. Escolhemos o WiFi porque neste momento ele é onipresente. Com o WiFi passivo, você não precisa alterar nenhum dos seus protocolos, ele funciona com o WiFi normal padrão. E isso é importante, porque você não quer ter que mudar toda a internet só porque quer usar um novo mecanismo de baixo consumo de energia.
[t] Que conselho você daria a outros aspirantes a engenheiros que trabalham em suas próprias inovações?
[s] Pela minha experiência, obtenho minhas melhores ideias quando converso com pessoas que não estão na minha área. Isso força você a pensar fora da caixa e eles fazem perguntas que as pessoas da área não fariam. Quando duas pessoas diferentes de domínios diferentes se reúnem, é aí que a mágica acontece. Colaborar com outras pessoas que tenham uma perspectiva diferente é meu melhor conselho para pessoas que estão tentando inovar.
"Quando duas pessoas diferentes de domínios diferentes se reúnem, é aí que a mágica acontece."
[t] Pergunta final, supondo que o WiFi passivo se torne o grande sucesso que está prestes a ser, o que adoraria ver habilitado pelo WiFi passivo que de outra forma não teria sido possível?
[s] Isso é um pouco futurista e talvez sem sentido, mas eu realmente quero que tudo ao nosso redor seja capaz de se comunicar... cada dispositivo, cada objeto. As pessoas já falam sobre esse futuro há muito tempo e se você quiser se comunicar hoje, é preciso poder. Com o WiFi passivo, essa barreira desaparece e podemos criar um ambiente muito inteligente onde tudo se comunica. Eu ficaria extremamente feliz se o WiFi passivo possibilitasse um futuro onde houvesse inteligência ao nosso redor.
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