INNOVACIÓN
El presente del futuro sostenible de la comunicación inalámbrica
Tecnologías emergentes centran parte del trabajo actual de un equipo de investigadores de IMDEA Networks para desarrollar nuevos dispositivos sostenibles que no necesitan baterías para funcionar
«Nuestros dispositivos PassiveLiFi consumen unos pocos microvatios de energía. En comparación, WiFi consume 100 mil veces más para comunicarse… Esto nos permite prescindir de las baterías y trabajar únicamente con energía procedente del medio ambiente». Domenico Giustiniano, Research Associate Professor y líder del proyecto impulsado por la institución madrileña, referencia internacional en telecomunicaciones (dependiente de la Comunidad de Madrid, con fondos de la Unión Europea), destaca así la esencia de un esfuerzo investigador para contribuir a un siglo XXI más sostenible.
El equipo de investigación ya ha presentado importantes avances en la creación de estos sistemas de comunicación inalámbricos sostenibles, que podrán aplicarse en hogares, en ciudades, en la agricultura. Como destacan desde IMDEA Networks: «Se espera que más de 64 billones de dispositivos IoT se encuentren desplegados en 2025, y operarán con baterías… Los componentes químicos de estas baterías son una amenaza para la Tierra, con un gran impacto ambiental, por lo que es urgente encontrar una solución sin afectar al rendimiento de la comunicación y los servicios propios del 'Internet de las Cosas'. En este ámbito, Li-Fi es una tecnología que utiliza la luz para transmitir datos a altas velocidades.
¿Cómo funciona?
Gracias a esta investigación, los dispositivos IoT podrán operar con la energía suministrada por diodos emisores de luz (Light Emitting Diodes, LEDs), y cualquier otra fuente de luz natural y artificial, y recibirán los datos enviados a través de la modulación de estos LEDs (la esencia de LiFi). Estos dispositivos IoT envían de vuelta datos gracias a la técnica de retrodispersión por RF, que usa y modula señales RF ya disponibles en el medio ambiente. La investigación ha demostrado, por ejemplo, cómo LiFi y la retrodispersión por RF pueden interactuar, potenciándose los positivos efectos para la sostenibilidad. Se adapta la infraestructura de iluminación existente para crear sistemas de comunicación más eficientes (y esta nueva tecnología también puede transformar células solares en sistemas de recepción de datos de largo alcance, otra importante contribución a la eficiencia energética).
«Podemos lograr (señala Giustiniano) una transmisión de muy largo alcance con esta pequeña potencia, actualmente hasta más de 300 metros y, además, no necesitamos componentes químicos como el litio, que son conocidos por su nocivo impacto en el medio ambiente». Y como ejemplo de transferencia tecnológica a la sociedad, el investigador destaca cómo se trabaja en el modelo de negocio y en la prueba de conceptos «participando en programas competitivos a nivel nacional y de la UE con una iniciativa de etapa temprana llamada LiFi4Food, donde imaginamos aplicar nuestra tecnología a la agricultura de precisión sostenible. La agricultura necesita desarrollar una producción de alimentos eficiente y sostenible para optimizar el agua, los fertilizantes, la energía, y abordar los retos del cambio climático, y nuestro objetivo es contribuir a este importante objetivo con nuestra tecnología».
Esta investigación ha contado con el aval de publicaciones científicas, revisadas por pares, como 'Two to Tango: Hybrid Light and Backscatter Networks for Next Billion Devices' y 'PassiveLiFi: Rethinking LiFi for Low-Power and Long Range RF Backscatter', presentados en las prestigiosas conferencias internacionales ACM Mobisys 2020 y ACM MobiCom 2021, respectivamente. El trabajo del equipo, también apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, se ha mostrado a la sociedad en iniciativas como la Semana de la Ciencia y la Noche Europea de los Investigadores (organizadas en la Comunidad de Madrid por la Fundación para el Conocimiento madri+d) y por la Noche Europea de los Investigadores. Forma parte del proyecto europeo en curso ENLIGHT'EM (Red europea de formación en sistemas IoT de comunicación por luz visible de bajo consumo) y cuenta, además, con el reconocimiento de becas Marie Skłodowska-Curie.
El equipo internacional de IMDEA Networks (formado por Domenico Giustiniano, Borja Genovés Guzmán, Muhammad Sarmad Mir, Dayrene Frometa, Javier Talavante y Ander Galisteo en diferentes etapas del desarrollo) ha contado con la colaboración del Dr. Ambuj Varshney (Universidad Nacional de Singapur), en una muestra de la confluencia de talento y colaboración internacional de la institución con sede en Leganés.
Tecnología y sostenibilidad
Giustiniano está participando en otra de las aportaciones de IMDEA Networks Institute para un planeta más sostenible, como en el caso del proyecto europeo SOMIRO, basado en la agricultura de precisión para el cultivo del arroz y los métodos inteligentes, como la acuaponía, para garantizar un suministro seguro de alimentos frescos para Europa y, al mismo tiempo, reducir nuestra huella medioambiental, con un 'robot nadador' a escala milimétrica inspirado en un gusano plano con autonomía energética de un mes , inteligencia local y capacidad para generar datos de forma continua y comunicarse ópticamente para reducir el impacto ambiental de la agricultura en huella de carbono.
Otro de los investigadores, Antonio Fernández Anta, impulsó el proyecto SYMBIOSI S, en el marco del programa 'BlueGrowth' de Horizonte 2020, la estrategia a largo plazo de la UE para apoyar el crecimiento sostenible de la marina y de los sectores marítimos en su conjunto. Un prototipo opto-acústico autónomo fiable y rentable para la caracterización, clasificación y evaluación de la biomasa de seis especies de peces pelágicos, importantes para la industria pesquera y cuyo estado refleja la salud del medio ambiente . Un ejemplo de la denominada maduración tecnológica TRL6 (Tecnología demostrada en un entorno relevante) y otra de las destacadas aportaciones de la ciencia y la tecnología españolas para un futuro mejor para todos.
