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Se la batteria scarica è il peggiore dei vostri incubi, non dovrete (quasi) più preoccuparvi. Dagli Stati Uniti (dalla University of Washington per essere precisi) arriva una nuova tecnologia che potrebbe ridurre i consumi energetici dei dispositivi mobili e garantire una connettività Bluetooth più veloce e, soprattutto, più sicura. Si chiama Wi-Fi passivo e permette di inviare pacchetti dati tra dispositivi compatibili con il protocollo IEEE 802.11 con un consumo energetico 10 mila volte inferiore rispetto a quello di un normale modulo Wi-Fi.
Merito di una tecnica di riflessione che permette di indirizzare le onde radio verso la fonte e creare un ponte comunicativo tra due dispositivi wireless con un consumo quasi nullo di energia elettrica. Al momento, ci tengono a precisare gli scienziati statunitensi, si tratta solamente di un primo prototipo e la tecnologia è ancora perfezionabile (soprattutto sul versante della velocità di connessione). Rappresenta, però, un esempio di come ci si potrebbe muovere nel campo della connettività per far sì che la batteria scarica non sia più un problema assillante.
Il Wi-Fi passivo
Una rete senza fili necessita, solitamente, di un dispositivo di rete dotato di due sistemi radio che gestiscano le onde in ingresso e in uscita. Un sistema complesso, che richiede un dispendio energetico non indifferente: oltre all'apparato hardware, è necessario un software che sappia riconoscere il rumore prodotto da altri dispositivi (la banda da 2,4 gigahertz, ad esempio, è usata anche dai telefoni cordless, dai baby monitor e dai forni a microonde) in modo da annullarne le interferenze e trasmettere un segnale il più possibile forte e pulito.
Nel Wi-Fi passivo ideato dai tecnici della University of Washington, invece, non c'è alcuna trasmissione. O, per meglio dire, c'è un solo router Wi-Fi centrale che trasmette il segnale, mentre gli altri dispositivi di rete si occupano esclusivamente di "rimbalzare" le onde radio. Una soluzione all'insegna del risparmio energetico: sfruttando una particolare tecnica di riflessione è possibile stabilire un canale di comunicazione con un consumo nell'ordine dei 10-50 microwatt (dove un microwatt corrisponde ad un millesimo di milliwatt) contro le centinaia di milliwatt richiesti da un normale chip Wi-Fi.
La tecnica backscatter
I ricercatori statunitensi si sono concentrati sul backscatter o backscattering, un fenomeno fisico che descrive la riflessione di materia, onde, segnali o energia radiante sfruttando i principi della riflessione diffusa (opposta, in questo caso, alla più nota riflessione speculare). Il risparmio energetico è assicurato dal fatto che i dispositivi che adottano backscattering non emettono alcun segnale, ma riflettono passivamente le onde inviate da un altro device. In questo modo è possibile stabilire ugualmente un ponte comunicativo (una rete senza fili) tra due o più dispositivi, senza che ci sia bisogno di scaricare la batteria del computer portatile, dello smartphone o dello smartwatch.
La riflessione diffusa è causata dai primi strati di atomi e molecole che si trovano sulla superficie di un oggetto. Il reticolo atomico, a seconda della sua composizione, si "oppone" al passaggio di alcune frequenze delle onde elettromagnetiche incidenti, riflettendole verso l'esterno, in direzione casuale. Altre frequenze passeranno invece oltre e saranno così assorbite, in genere provocando un riscaldamento dell'oggetto stesso. Questo fenomeno, ad esempio, influenza la percezione dei colori da parte dell'occhio umano: un fascio di fotoni incidente "rimbalza" sul reticolo atomico di un oggetto a seconda della propria frequenza e quindi del proprio colore, i fotoni assorbiti riscalderanno l'oggetto mentre quelli che torneranno indietro verso l'occhio umano daranno il colore all'oggetto illuminato.
Come visto, dunque, il backscattering è determinato dalla riflessione delle onde (di luce o elettromagnetiche) da parte del reticolo atomico di un oggetto. Per questo motivo è così "elettricamente sostenibile": non sono necessari ripetitori o altri dispositivi che attivamente "rimbalzano" il segnale, ma è sufficiente affidarsi ai legami atomici che, passivamente, svolgono la funzione di antenne ripetitrici.
Risparmio energetico
Anche se è complesso determinare quale possa essere l'influenza del Wi-Fi passivo sul consumo della batteria di uno smartphone o di un altro dispositivo mobile alimentato a batteria, gli studiosi statunitensi sono sicuri che la nuova tecnologia basata sul backscattering porterà sicuramente dei miglioramenti. Consumando poche decine di milliwatt, infatti, il Wi-Fi passivo può essere paragonato, come consumo energetico, a un modulo Wi-Fi "normale" lasciato spento. Il consumo di energia è quindi ridotto all'osso, senza però che la trasmissione dei dati ne risenta. Nel momento in cui questa tecnologia avrà una diffusione capillare si stima che permetterà di risparmiare energia per un controvalore di diverse centinaia di milioni di euro l'anno.
Gli sviluppi del Wi-Fi passivo
Prima di far sbarcare il Wi-Fi passivo sul mercato, però, gli studiosi della University of Washington dovranno risolvere alcune problematiche che affliggono la tecnologia sperimentale. Primo fra tutti, la velocità di connessione. Il backscatter, infatti, assicura una velocità di connessione paragonabile alle prime versioni del protocollo IEEE 802.11: lo scambio di dati avviene a una velocità massima teorica di 11 megabit al secondo. Sufficiente per competere con la tecnologia Bluetooth, assolutamente inadeguato per i moderni applicativi web e di Rete utilizzati da miliardi di persone in tutto il mondo.
La tecnologia del Wi-Fi passivo, invece, potrebbe ritagliarsi un posto di primo piano nel panorama dell'Internet of things. Gli oggetti smart connessi alla Rete, infatti, non hanno bisogno di molta banda di comunicazione per scambiarsi i dati necessari al loro funzionamento: una velocità di connessione di 11 megabit potrebbe quindi essere più che adeguata una casa domotica all'insegna del risparmio energetico.
Le applicazioni del Wi-Fi passivo
Secondo un team di ricerca dell'Università di Washington, invece, il Wi-Fi passivo potrebbe essere il motore propulsivo per lo sviluppo di dispositivi medici connessi. Il basso consumo energetico, infatti, fa sì che questa tecnologia renda possibile la comunicazione e lo scambio di dati tra i vari sensori dei dispositivi e smartphone o altri device di "lettura". Per dimostrare l'esattezza della loro intuizione, gli scienziati statunitensi hanno realizzato una lente a contatto in grado di monitorare alcuni dei valori vitali fondamentali semplicemente analizzando la composizione delle lacrime.
Non solo: i ricercatori si sono spinti ancora più in là realizzando prototipi di sensori da impiantare direttamente nel cervello o a ridosso di organi interni. Utilizzando sensori con Wi-Fi passivo, questi rilevatori sono in grado di captare segnali e azioni da compiere direttamente nelle varie aree cerebrali e inviare a ricettori sparsi un po' dovunque: smartphone e smartwatch, ma anche altre parti del corpo. Un sensore impiantato nelle vicinanze del fegato o dei reni, ad esempio, potrebbe monitorare il funzionamento di questi due organi e inviare dati in tempo reale e sempre aggiornati ad applicazioni create ad hoc per telefonini e dispositivi indossabili.
Il Wi-Fi passivo, però, potrebbe trovare posto anche all'interno di carte di credito, così da rendere più sicura e veloce la comunicazione con la propria banca. Per autorizzare un pagamento, ad esempio, potrebbe essere sufficiente avvicinare la tessera della carta di credito allo smartphone per ricevere un codice univoco da utilizzare solamente in quella occasione.
