6G-Technologie könnte Menschen als Energieverstärker nutzen

Veröffentlicht am 7. Januar 2023 von KD.

Die 5G-Mobilfunktechnologie schreitet weltweit voran. Doch während Befürworter deren Vorteile anpreisen und Kritiker auf gesundheitliche Schäden hinweisen, arbeiten Forscher auf der ganzen Welt bereits intensiv an der Zukunft: an 6G.

Ein Durchbruch in der 6G-Telekommunikation sei eine mögliche Visible Light Communication (VLC), erklären Forscher der University of Massachusetts Amherst. Das sei eine Art drahtlose Version der Glasfasertechnik, die Lichtblitze zur Übertragung von Information nutze.

Nun hat ein Forscherteam der Universität bekanntgegeben, es habe eine kostengünstige und innovative Methode entwickelt hat, um die überschüssige Energie von VLC zu nutzen: indem es den menschlichen Körper als Antenne nutzt. Diese überschüssige Energie könne recycelt werden, um eine Reihe von tragbaren Geräten oder vielleicht sogar grössere elektronische Geräte zu betreiben. Jie Xiong, Professorin für Informations- und Computerwissenschaften an der Universität und Hauptautorin der Studie, erklärte:

«VLC ist recht einfach und interessant: Für die drahtlosen Informationen sendet es keine Funksignale, sondern nutzt das Licht von LEDs, die sich bis zu einer Million mal pro Sekunde ein- und ausschalten können.»

Der Reiz von VLC bestehe auch darin, dass die Infrastruktur bereits überall vorhanden ist: Unsere Häuser, Fahrzeuge, Strassenlaternen und Büros werden alle von LED-Lampen beleuchtet, die auch Daten übertragen könnten. «Alles, was eine Kamera hat, wie unsere Smartphones, Tablets oder Laptops, könnte der Empfänger sein», sagt Xiong.

Zuvor hatten Xiong und der Mitautor Minhao Cui, ein Doktorand der Informations- und Computerwissenschaften an derselben Universität, gezeigt, dass es bei VLC-Systemen erhebliche Energieverluste gibt, weil die LEDs auch Radiowellen aussenden.

Die erste Aufgabe des Teams bestand darin, eine Antenne aus gewickeltem Kupferdraht zu entwerfen, um die ausgetretene HF-Energie aufzufangen, was ihnen auch gelang. Es stellte sich die Frage, wie man die Energiegewinnung maximieren kann.

Die Wissenschaftler experimentierten an allen möglichen Details und stellten dabei fest, dass die Effizienz der Antenne variierte, je nach dem, was sie berührte. Sie versuchten, die Spule auf Plastik, Pappe, Holz und Stahl zu legen und sie mit unterschiedlich dicken Wänden sowie ein- und ausgeschalteten Telefonen und Laptops in Berührung zu bringen. Und dann kam Cui auf die Idee, zu untersuchen, was passiert, wenn die Spule mit einem menschlichen Körper in Berührung kommt.

Den Forschern sei sofort klar geworden: Ein menschlicher Körper ist das beste Medium, um die Fähigkeit der Spule, ausgetretene HF-Energie zu sammeln, zu verstärken – bis zu zehnmal mehr als die blosse Spule allein.

Nach vielen Experimenten entwickelte das Team «Bracelet+», eine einfache Spule aus Kupferdraht, die als Armband am oberen Unterarm getragen wird. Die Autoren merken an:

«Das Design ist billig – weniger als fünfzig Cent. Aber Bracelet+ kann bis zu Mikro-Watt erreichen; genug also, um viele Sensoren zu unterstützen, wie zum Beispiel für die körpernahe Überwachung der Gesundheit, was dank niedriger Abtastfrequenz und langem Ruhezustand nur wenig Strom benötige.»