La durée de vie de la batterie est un problème important dans les appareils portables. Idéalement, ils doivent toujours être prêts à recevoir des signaux de contrôle sans consommer beaucoup d'énergie. Des chercheurs de l'ETH Zurich ont maintenant développé un récepteur à puissance nulle pour la communication tactile qui récupère son énergie directement à partir du signal.

Avoir des gadgets électroniques toujours prêts à fonctionner à notre commande a un coût. Selon certaines estimations, la consommation électrique des téléviseurs, Lecteurs DVD, les machines à laver et autres appareils en mode veille représentent jusqu'à un quart de l'énergie électrique totale utilisée dans un ménage moyen. Bien que ce soit certainement un gaspillage déplorable, le problème devient encore plus crucial pour les appareils fonctionnant sur batterie, en particulier la nouvelle génération appartenant à "l'Internet des Objets", et les appareils portables tels que les trackers de fitness ou les moniteurs de santé.

Nous voulons qu'ils soient constamment prêts à recevoir des commentaires, mais cela signifie qu'ils consommeront continuellement de l'énergie, et les batteries se déchargeront rapidement. Aussi, les signaux de commande transmis par radio posent des problèmes de confidentialité et de sécurité. Michèle Magno, chercheur au Département des technologies de l'information et de l'électrotechnique de l'ETH Zurich, a maintenant trouvé un moyen intelligent de résoudre ces problèmes.

Inspiration de Disney

"L'astuce consiste à récolter l'énergie nécessaire pour recevoir une commande de réveil directement de l'émetteur par un toucher", explique Magno, qui travaille depuis de nombreuses années sur les technologies de radio-réveil et de récupération d'énergie. L'idée du nouvel appareil est née d'une rencontre fortuite avec des chercheurs du laboratoire de recherche Disney à Zurich, qui étaient intéressés par un interrupteur tactile à implanter dans leurs jouets. "Ils avaient une approche impliquant un récepteur qui viderait les batteries en quelques heures, donc finalement rien n'est sorti de cette collaboration", Magno dit, mais ajoute :« Pourtant, ma curiosité a été piquée, et je croyais vraiment que le récepteur ne pouvait réussir que s'il n'avait besoin d'aucune alimentation. Donc, J'ai commencé à travailler sur un prototype de l'appareil que j'avais en tête pendant mon temps libre, et plus tard avec l'aide de mes étudiants en master Philipp Mayer et Raphael Strebel."

Récupération d'énergie par "toucher"

En attendant, L'idée de Magno a été soumise sous forme de brevet à l'Office européen des brevets. Son principe est simple mais exigeant :le récepteur, qui n'a pas sa propre batterie, capte des signaux sur une électrode lorsqu'elle est "touchée" par un corps humain. Afin de réveiller le récepteur, avant d'envoyer le véritable signal de commande – une onde électromagnétique modulée à une fréquence de quelques mégahertz – l'émetteur ajoute un « préambule » de quelques millisecondes qui ne contient aucune information. L'énergie absorbée par le récepteur pendant ce temps est stockée dans un condensateur, qui agit comme une source d'alimentation pour recevoir et décoder le signal de commande réel qui suit. D'autres appareils énergivores en mode veille peuvent alors être réveillés par le récepteur à condition que l'identification correcte ait été reçue.

"De cette façon, nous avons un véritable récepteur à puissance nulle qui peut être utilisé de multiples façons", Magno explique, "comme des capteurs tactiles sur votre voiture qui vous reconnaissent et vous ouvrent les portes". Cela pourrait être beaucoup plus sûr que les technologies actuelles basées sur les ondes radio comme la RFID, qui diffusent leurs signaux à distance et peuvent, donc, être piraté. Un autre domaine intéressant est la communication intra-corps, dans lequel les appareils portables sont placés, par exemple, sur les deux bras d'une personne, communiquer entre eux, ou échange d'informations de poignée de main entre deux utilisateurs. Magno et ses collègues ont montré que leur prototype de récepteur a une portée sur le corps de plus de 1,7 mètre, permettant la communication entre le poignet du porteur et toute autre partie de son corps.

Des conditions idéales à l'ETH

Quand Michele Magno parle de son dernier travail, son enthousiasme est palpable, et il a des projets ambitieux pour l'avenir. Avec l'aide du bureau de transfert de l'ETH, il envisage de créer des start-ups qui transformeront son prototype en dispositifs commerciaux pour des applications allant de la communication tactile à la surveillance des trains. Pour en arriver là où il en est maintenant – impliqué dans une dizaine de projets de recherche différents avec plus d'une douzaine de doctorats. et étudiants en master ainsi que post-doctorants - il a parcouru un long chemin depuis son alma mater à Bologne, où il a obtenu son doctorat. en 2010.

Après un bref passage à l'ETH Zurich pendant ses études doctorales, il a travaillé comme chercheur postdoctoral en Irlande et en France pendant quelques années, finalement refuser des offres d'emploi en tant que professeur assistant au profit d'un poste de post-doctorant à l'ETH dans le groupe de Luca Benini au Laboratoire de systèmes intégrés (IIS), qui s'est récemment transformé en poste permanent. La raison de ce choix était simple, il dit:"Ce que je peux faire dans mon poste actuel à l'ETH, Je ne pourrais faire en tant que professeur nulle part ailleurs en Europe - les conditions ici sont tout simplement idéales."

Toujours, ses liens avec l'Université de Bologne sont forts, ce qui se reflète également dans son poste de chercheur associé là-bas, superviser un groupe d'étudiants qui participent avec beaucoup de succès à des concours d'innovation parrainés par des entreprises technologiques. Quand il n'est pas occupé au labo à inventer de nouveaux appareils, il passe du temps avec sa famille :sa femme française, qu'il a rencontré en Irlande, et ses jeunes filles jumelles. Et qui sait, peut-être qu'un jour leurs jouets contiendront les récepteurs à puissance nulle que papa a inventés.