Американцы создали «пассивный» Wi-Fi
Исследователи из Вашингтонского университета разработали технологию передачи данных стандарта Wi-Fi с энергопотреблением в по меньшей мере в тысячу раз меньшим по сравнению с Bluetooth LE или ZigBee. Свою работу разработчики намерены представить в марте текущего года на 13-м симпозиуме по проектированию и внедрению сетевых устройств. По данным исследователей, в максимальном режиме передачи данных энергопотребление элементов их системы в десять тысяч раз меньше аналогичного показателя для устройств Wi-Fi.
Разработанная американскими исследователями система может работать только в сетях стандарта 802.11b, вещающих в диапазоне 2,4 гигагерца. Она поддерживает все четыре скорости передачи данных в сетях такого стандарта: 1, 2, 5,5 и 11 мегабит в секунду. Для сравнения, стандарт 802.11n при вещании на частоте 2,4 гигагерца с поддержкой MIMO обеспечивает скорость передачи данных в 300 мегабит в секунду и до 450 мегабит в секунду на частоте 5 гигагерц.
Суть энергоэффективности новой системы заключается в разобщении аналоговой и цифровой частей. Новая технология подразумевает использование одного аналогового передатчика, излучающего узкий немодулированный постоянный сигнал, укладывающийся в центральную часть радиоканала сети 802.11b. Благодаря этому передача сигнала становится возможной без провоцирования Wi-Fi роутера на увеличение мощности излучения. При превышении ширины помехи ширины канала вещания, роутеры 802.11b автоматически повышают мощность сигнала.
Помимо излучателя постоянного сигнала, который просто подключается в розетку, в систему входят несколько пассивных элементов. Они имеют лишь энергоэффективную цифровую часть и антенну. Такие пассивные элементы для работы преобразуют часть постоянного немодулированного сигнала в электричество. По этому принципу работы они похожи на транспондеры RFID. Пассивный элемент также выступает в роли модулятора, преобразуя постоянный сигнал в модулированный, понятный устройствам стандарта Wi-Fi.
Дальность действия одного пассивного излучателя составляет около 30 метров внутри помещений. Модулированный пассивными элементами сигнал без каких-либо дополнительных настроек может приниматься стандартным Wi-Fi-оборудованием. В модулированном сигнале пассивных элементов содержится информация с именем беспроводной сети, номером канала вещания, поддерживаемой скорости передачи данных. Кроме того, в него может добавляться служебная информация от роутера для сопряжения Wi-Fi устройств и пакеты с данными.
В целом разработанная Вашингтонским университетом технология получила название Passive Wi-Fi. По оценке разработчиков, их технология может быть использована для интернета вещей или при создании умного дома, в котором сенсоры и исполнительные устройства смогут подключаться к Wi-Fi сети напрямую без дополнительных аппаратных надстроек. Мощность излучения пассивных элементов системы напрямую зависит от мощности излучения аналогового передатчика. Соответственно, чем дальше элемент от передатчика, тем ниже мощность.
Цифровая часть пассивного элемента новой системы обеспечивает энергопотребление в 14,48 микроватта при скорости передачи данных в один мегабит в секунду и в 49,28 микроватта при скорости передачи данны в 11 мегабит в секунду.
В июне прошлого года исследователи Вашингтонского университета представили модифицированный Wi-Fi роутер, поддерживающий технологию Power over Wi-Fi. Такой роутер способен снабжать электричеством различные устройства: от температурных сенсоров до камер небольшого разрешения. При этом такое необычное использование роутера не приводит к существенному снижению качества предоставляемой им связи. Модификация касалась только режима использования такого устройства: радиосигнал транслируется постоянно.
Его скорость по вертикальным поверхностям достигает шести сантиметров в секунду
Инженеры разработали прототип гибридного орнитоптера, который может садиться и ездить по вертикальным поверхностям. Помимо четырех машущих крыльев он имеет два воздушных винта и гусеничный привод с клейкими лентами, который используется для движения по стенам. Статья с описанием разработки опубликована в журнале Research. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Свобода передвижения, доступная летающим насекомым, давно вдохновляет инженеров, разрабатывающих беспилотники. К примеру способность мух быстро переходить от маневренного полета к передвижению по вертикальной поверхности пытались реализовать создатели дрона SCAMP. Они оснастили квадрокоптер двумя ножками с металлическими коготками, с помощью которых дрон может передвигаться по стенам, цепляясь за мелкие неровности. В случае срыва, дрон быстро включает роторы, чтобы предотвратить крушение. Существуют и другие прототипы мультироторных дронов, со способностью садиться на стены, однако орнитоптеры (даже с ногами) до сих пор на стену садиться не умели. Инженеры под руководством Цзи Айхуна (Aihong Ji) из Нанкинского университета аэронавтики и космонавтики разработали гибридный орнитоптер с небольшими вспомогательными воздушными винтами. Он может садиться на вертикальные поверхности, взлетать с них, а также передвигаться по ним, используя небольшой гусеничный привод с клейким покрытием и прижимную силу пропеллеров. Основную подъемную силу орнитоптера массой 135 грамм создают четыре машущих крыла, расположенные по X-образной схеме. Левая и правая пары крыльев приводятся в движение индивидуальными электромоторами. Изменяя независимо частоту их взмахов можно управлять беспилотником по оси крена. При полете на обычной скорости частота взмахов составляет 15 Герц, а максимально допустимая — 20 Герц. На носу и в хвосте орнитоптера расположены воздушные винты небольшого диаметра. В полете они генерируют дополнительную тягу, а также служат для управления по оси тангажа, отклоняя беспилотник вперед или назад. Ротор, установленный в хвосте, дополнительно имеет механизм управления вектором тяги — он может отклоняться с помощью сервопривода влево или вправо. Благодаря этому происходит управление орнитоптером по оси рыскания. В передней части аппарата установлен гусеничный привод, который используются для движения по вертикальным плоскостям. Ленты привода покрыты полидиметилсилоксаном, адгезивные свойства которого позволяют орнитоптеру удерживать сцепление с вертикальной поверхностью. При посадке на вертикальную поверхность орнитоптер сначала касается ее лентами привода, после чего изменяет уровни тяги хвостового и переднего роторов и переворачивается, прижав хвост к стене. Далее тяга роторов используется для создания прижимной силы. Так повышается сцепление и исключается возможное опрокидывание при движении. Взлет происходит в обратном порядке. Полный непрерывный переход воздух—стена—воздух происходит за 6,1 секунды. Прижимаясь к поверхности, гибрид может перемещаться по ней с помощью гусениц со скоростью до шести сантиметров в секунду. В экспериментах орнитоптер смог успешно сесть и прокатиться по стеклу, деревянной двери, мрамору, древесной коре, эластичной ткани и окрашенному листу металла. В воздухе на одной зарядке прототип может находиться около четырех минут и пролетать за это время около одного километра с максимальной скоростью 6,8 метров в секунду. https://www.youtube.com/watch?v=5st-wNxukTg В будущем разработчики планируют повысить сцепление гусеничного узла за счет добавки микрошипов в материал гусеничных лент. Также орнитоптеру добавят автономности — для этого его осностят сенсорами для самостоятельной навигации. Ранее другая команда инженеров, вдохновившись устройством крыльев жука-носорога, создала механическое крыло, которое может на короткое время складываться при ударе о препятствие, а затем вновь распрямляться за счет подвижного узла в верхней кромке. Миниатюрный орнитоптер с такими крыльями может продолжать стабильный полет, даже если его крылья ударяются об окружающие предметы.