Dispositivi Zero-Power: OPPO lavora su un futuro senza batterie alimentato da segnali wireless

In futuro, i dispositivi IoT saranno in grado di prelevare energia direttamente dai segnali Bluetooth, Wi-Fi e dei telefoni cellulari, garantendo prestazioni e funzionalità migliorate, tra cui dimensioni più piccole, una maggiore durata e una diminuzione dei costi. I tag elettronici vengono applicati per localizzare gli oggetti senza la necessità di sostituire o ricaricare la batteria del chip e ogni uccello migratore in pericolo sarà dotato di dispositivi di tracciamento a lunga distanza, portando a una netta diminuzione del numero delle batterie utilizzate. Sono questi gli scenari futuristici illustrati nel White Paper “Zero-Power Communication” di OPPO. Oggi, l'OPPO Research Institute presenta il nuovo White Paper “Zero-Power Communication”. Il documento esamina il ruolo della tecnologia Zero-Power Communication all’interno dell’attuale contesto IoT, delineando una tabella di marcia per lo sviluppo di questa tecnologia in concomitanza con gli altri sistemi di comunicazione del futuro.

La maggior parte dei dispositivi elettronici portatili si basa sulle batterie come unica fonte di alimentazione. La tecnologia fondata sull’utilizzo delle batterie è cresciuta molto, facendo grandi progressi nel corso degli anni, ma attualmente presenta ancora problemi significativi in termini di dimensioni complessive, costi di produzione, durata, facilità d'uso e rispetto dell'ambiente. La tecnologia Zero-Power Communication consente di eliminare la dipendenza da batterie, catturando dall’ambiente l’energia di radiofrequenza e generando una nuova fonte di alimentazione, con la possibilità di ottenere dispositivi altamente compatti, efficienti e a basso costo. Tali strutture sono in grado di portare benefici a differenti aree e settori: quello commerciale, che comprende magazzini, sistemi di logistica e agricoltura; quello dei device wearable, della smart home e di altri campi di consumo all'avanguardia.

"Nel passare dalla prima alla quarta generazione delle tecnologie di comunicazione mobile, l'industria delle telecomunicazioni ha attraversato quattro balzi tecnologici: dall'analogico al digitale, per arrivare ai dati e infine alla banda larga. Ciascuno di questi progressi è stato progettato per fornire velocità di trasmissione dati più elevate. Tuttavia, nel prossimo decennio, guardando alla tecnologia 5G e anche oltre, non crediamo più che la trasmissione dati sarà vista come un grande driver nella tecnologia delle telecomunicazioni, ma siamo convinti che la tecnologia dovrebbe evolversi per offrire maggiore convenienza e rappresentare un valore sostenibile per la società. La tecnologia Zero-Power Communication offre ai produttori di elettronica di consumo un mezzo per rimuovere le batterie dai loro prodotti, riducendo i costi e l'impatto ambientale nel processo. In quanto tale, la Zero-Power Communication rappresenta una delle nostre aree di interesse principali, mentre ci spostiamo verso la generazione B5G/6G", afferma Henry Tang, Chief 5G Scientist di OPPO.

Sebbene la tecnologia di comunicazione passiva esista già oggi nella tecnologia di identificazione a radiofrequenza (RFID), l'attuale tecnologia deve far fronte a diversi problemi, come le brevi distanze di comunicazione, la bassa efficienza e una piccola capacità di sistema. Ciò presenta sfide significative quando si applica la tecnologia RFID ad applicazioni specifiche o complesse, come reti di sensori industriali, logistica e magazzino a basso costo e ad alta capacità, smart home a basso costo e bassa potenza e tecnologia wearable.  A differenza del metodo tradizionale, i dispositivi Zero-Power possono raccogliere segnali radio ambientali trasmessi da sorgenti come torri TV, torri radio FM, stazioni radio base e punti di accesso Wi-Fi (AP), utilizzandole come fonte di alimentazione. Dopo aver raccolto l'energia dalle onde radio esistenti, il dispositivo può modulare i segnali radio ambientali con le proprie informazioni e trasmettere questi segnali all'esterno in un processo noto come comunicazione di retrodiffusione. Quando si progettano reti di comunicazione Zero-Power, è necessario considerare la coesistenza di queste ultime con sistemi 4G/5G esistenti, oltre alle bande senza licenza e con licenza.

I sistemi Zero-Power Communication possono essere costruiti in un contesto che utilizza le comunicazioni cellulari, le comunicazioni sidelink, o entrambe in modo ibrido. I sistemi Zero-Power Communication basati su cellulari sono più adatti a supportare applicazioni di reti di sensori industriali come quelle in cui i dispositivi devono essere distribuiti in ambienti difficili, dove il numero di dispositivi in una rete è grande, o dove i costi di distribuzione e manutenzione dell'uso di dispositivi attivi tradizionali sono alti. L'approccio basato sul sidelink, invece, è più adatto alle comunicazioni a basso costo e a corto raggio, come i dispositivi wearable o quelli domestici intelligenti, che possono anche essere utilizzati per elaborare i dati che ricevono. Un approccio ibrido che utilizza entrambi i metodi di comunicazione cellulare e sidelink permetterà agli sviluppatori di sbloccare più applicazioni, utilizzando sistemi Zero-Power Communication. 

OPPO ha già costruito con successo il proprio sistema Zero-Power Communication e ne ha dimostrato la fattibilità per le future reti di comunicazione. Oltre alla propria innovazione, l’azienda sta anche mettendo in atto un’iniziativa volta a promuovere lo standard Zero-Power Communication, proponendo progetti di ricerca al 3GPP e presentando i propri risultati durante conferenze di settore come FuTURE e ICCC. A settembre 2021, in occasione del workshop IMT-2030 6G Vision, OPPO ha organizzato un Forum Zero-Power Communication, invitando organizzazioni accademiche e industriali a confrontarsi su applicazioni, requisiti tecnici e tecnologie chiave nella Zero-Power Communication. Se da un lato l'industria si muove verso la tecnologia 6G, OPPO sostiene che la comunicazione Zero-Power lavorerà con altre tecnologie di base, come la Reconfigurable Intelligent Surfaces, la Symbiotic Radio, l'accesso multiplo non ortogonale (NOMA) e l'intelligenza artificiale, per sfruttare il pieno potenziale del 6G. Prima del White Paper Zero-Power Communication, OPPO ha anche pubblicato il 6G AI-Cube Intelligent Networking White Paper nella sua continua ricerca di tecnologie di comunicazione all'avanguardia. In linea con la missione del brand "Technology for mankind, kindness for the world", OPPO punta a rilasciare la tecnologia di comunicazione commerciale Zero-Power entro i prossimi 3-5 anni, mentre continua a costruire sistemi di comunicazione più intelligenti, più economici e più green.