پنجره‌ای که نور خورشید را به اینترنت تبدیل می‌کند

فرارو: پنجره‌ها به سرعت در حال تبدیل شدن به پرتال‌های آینده هستند. شما ممکن است به زودی بتوانید اتصالات اینترنت بی‌سیم مورد نیازتان را از طریق نور خورشید تابیده به پنجره دریافت کنید.

به نقل از یورونیوز، دانشمندان در سوئیس در حال حاضر راه را برای پنجره‌های تولید الکتریسیته که می‌توانند به خانه‌ها و دستگاه‌های ما کمک کنند هموار می‌کنند. با این وجود، اکنون پژوهشگران در عربستان سعودی فناوری‌ای را توسعه دادهاند که قادر است سیگنال اینترنت بیسیمی را که از انرژی خورشیدی از طریق شیشه‌های تخصصی نیرو می‌گیرد انتقال دهد. پروفسور "اسامه امین" پژوهشگر ارشد این پروژه در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله به "یورونیوز" می‌گوید: "امیدوارم در آینده ساختمان‌های اداری مدرن هوشمند با پنجره‌های شیشه‌ای غول پیکر با اینترنت مبتنی بر این فناوری کار کنند". تیم دانشمندان آن دانشگاه می‌گویند اگر بتوانند به سرعت داده بالایی دست یابند از طریق آن می‌توانند هر کاری را انجام دهند.

فناوری آنان برای استفاده از پنجره به منظور انتقال داده‌های اینترنتی با سرعت پهنای باند حدود ۱۵-۱۶ کیلوبیت بر ثانیه در مراحل ابتدایی خود قرار دارد او می‌گوید: "هدف آن است که این عدد به طور اساسی بهبود یابد، اما در حال حاضر می‌توان از آن برای برنامه‌های IoT استفاده کرد، زیرا حسگر‌ها به سرعت داده پایینی نیاز دارند. ما به سوی خانه‌های هوشمند در حال حرکت هستیم و هر نوع حسگری باید بتواند از این قابلیت بهره‌مند شود".

نور خورشید صفر و یکی می‌شود

شاید بپرسید این پنجره‌ها چگونه کار می‌کنند؟ امین می‌گوید پنجره‌های شیشه‌ای را به عنوان یک مودم تصور کنید. این نوآوری سعودی از قطبش (پلاریزاسیون) نور خورشید برای انتقال داده‌ها با استفاده از عناصر شیشه‌ای هوشمند به نام کرکره‌های کریستال مایع دو سلولی (DLS) استفاده می‌کند. قطبش(موج‌ها) الکترومغناطیسی یکی از خواص امواج الکترومغناطیسی مانند نور است. برای مثال، عینک آفتابی پلاریزه از قطبش الکترومغناطیسی برای فیلتر کردن نور استفاده می‌کند. در نتیجه، نور بازتاب داده شده مسدود شده و تنها نور مفید از آن عبور می‌کند و خستگی چشم را کاهش می‌دهد تا دید ایمن و راحت برای چشم را تسهیل کند. امین می‌گوید: " نوری که بدون قطبش می‌آید جهت زیادی دارد، اما قطبش جهت را سازماندهی می‌کند و اجازه می‌دهد مقداری نور عبور کند و مقداری نور عبور نکند".

این موضوع چه ارتباطی به اینترنت دارد؟

او اشاره می‌کند که قطبش به نور خورشید اجازه می‌دهد تا به نوعی زبان "صفر و یک" سازماندهی شود که با داده‌های اصلی از طریق یک کابل LAN متصل به لبه شیشه هوشمند از قبل تعیین می‌شود. یک کابل LAN به روتر می‌رود و سپس ما می‌توانیم سیگنال اینترنت بی‌سیم یا وای فای را داشته باشیم. در سیستم ما کابل LAN به لبه شیشه متصل می‌شود شیشه به مثابه یک فرستنده برای کابل زمین خواهد بود و به جای استفاده از الکتریسیته برای انتشار سیگنال تنها از نور خورشید استفاده می‌کند.

تغییر نور که برای چشم انسان غیرقابل تشخیص است داده‌های اینترنت بی سیم را به دستگاه‌های موجود در اتاق منتقل می‌کند. "سحر عمار" دانشجویی شرکت کننده در این پژوهش می‌گوید: "در اصل کاری که ما انجام داده ایم ایجاد یک دستگاه کوچک با چندین لایه است و این لایه‌ها می‌توانند قطبیت نور را با مدل سازی شفافیت شیشه تغییر دهند و زمانی که تاری آن را خیلی سریع تغییر دهید جریانی از داده‌ها رخ می‌دهد".

آیا دستگاه‌های ما آماده دریافت اینترنت از شیشه هستند؟

معمولا فناوری‌های ارتباطی بی‌سیم مبتنی بر ارتباطات رادیویی یا ارتباطات نوری هستند که به منابع نور فعال پرهزینه مانند لیزر‌ها و دیود‌های ساطع نور (LED) نیاز دارند. سیستم ساخت پژوهشگران سعودی مانند هر سیستم ارتباطی با نور مرئی (VLC) عمل می‌کند که نور دیود‌های ساطع نور را برای انتقال اطلاعات تعدیل می‌کند. با این وجود، رویکرد این تیم نوآورانه است، زیرا شدت نور طبیعی خورشید را نیز تعدیل می‌کند و در عین حال داده‌های اینترنتی را در آن از طریق شفافیت شیشه رمزگذاری می‌نماید و سپس می‌تواند توسط دستگاه‌های موجود در اتاق شناسایی و رمزگشایی شود.

دستگاه‌هایی که به طور بالقوه می‌توانند از فناوری انتقال داده با انرژی خورشید بهره‌مند شوند باید به طور ویژه برای شناسایی اطلاعات قطبی شده طراحی شوند. با این وجود، توسعه دهندگان دوربین‌های گوشی‌های تلفن هوشمند در حال حاضر در تلاش هستند تا دستگاه‌هایی را قادر به رمزگشایی داده‌های ارسال شده از آن طریق کنند. او می‌افزاید: "استفاده از نور خورشید پایدار برای انتقال داده‌ها به عنوان یک گزینه سبز به منظور ارتباطات بی سیم هدف اصلی پروژه صورت گرفته بوده است". نتیجه این پژوهش در ماه اکتبر در مجله IEEE Photonic منتشر شد.