Dados sem fio de qualquer lâmpada elétrica

E se cada lâmpada elétrica no mundo pudesse também transmitir informações?. No TEDGlobal, Harald Haas demonstra, pela primeira vez, um dispo...

E se cada lâmpada elétrica no mundo pudesse também transmitir informações?. No TEDGlobal, Harald Haas demonstra, pela primeira vez, um dispositivo que pode fazer exatamente isso. Apenas alternando a luz de um único LED, uma mudança muito rápida para o olho humano detectar, ele pode transmitir muito mais dados que uma torre de celular - e fazer isso de uma maneira que é mais eficiente, segura e ampla.

Vocês sabiam que nós temos 1.4 milhões de torres de rádio para celulares instaladas ao redor do mundo? E estas são estações base.



E nós também temos mais que cinco bilhões desses aparelhos aqui. Estes são aparelhos de telefonia móvel. E com estes telefones móveis, nós transmitimos mais de 600 terabytes de dados todos os meses. Isto é um 6 com 14 zeros - um número muito grande. E a comunicação sem fio se tornou um serviço como a eletricidade e a água. Nós a usamos todos os dias. Nós a usamos em nossas atividades diárias agora -- nas nossas vidas privadas, nos nossos negócios. E algumas vezes somos solicitados, muito gentilmente, a desligar os celulares em eventos como este por boas razões. E é esta importância o motivo pelo qual eu decidi investigar os problemas que esta tecnologia tem, porque ela é tão fundamental para nossas vidas.

E um dos problemas é capacidade. A maneira que nós trasmitimos dados sem fio é através de ondas eletromagnéticas -- em particular, ondas de rádio. E ondas de rádio são limitadas. Elas são escassas; são caras; e nós só temos um certo alcance a elas. E é esta limitação que não suporta a demanda da transmissão de dados sem fio e o número de bytes e dados que são transmitidos cada mes. E eles estão simplesmente acabando o espectro. Há um outro problema. Isso é a eficiência. Estes 1.4 milhões de torres de celulares, ou estações rádio base, consomem muita energia. E imaginem, a maior parte da energia não é usada para transmitir as ondas de rádio, ela é usada para resfriar as estações rádio base. Então a eficiência de uma estação rádio base é de somente cerca de 5%. E isso cria um grande problema. Então há outro ítem, o qual todos estão cientes. Vocês têm que desligar os seus celulares durante vôos. Em hospitais, eles são questões de segurança. E segurança é outro problema. Estas ondas de rádio penetram paredes. Elas podem ser interceptadas, e alguém pode fazer uso de sua rede se ele tem más intenções.

Então estas são as quatro questões principais. Mas por outro lado, nós temos 14 bilhões dessas: lâmpadas elétricas, luz. E luz é parte do espectro eletromagnético. Então vamos olhar para isso no contexto do espectro eletromagnético completo, onde nós temos raios gama. Vocês não querem chegar perto dos raios gama, isto poderia ser perigoso. Raios X são úteis quando vocês vão ao hospital. Então, existe a luz ultravioleta. Ela é boa para um bom bronzeado, mas também perigosa para o corpo humano. Infravermelho -- devido a regras de segurança para os olhos, só se pode usá-lo com baixa potência. E temos as ondas de rádio, elas têm os inconvenientes que acabo de mencionar. E lá no meio, nós temos este espectro de luz visível. É luz, e a luz existe por muitos milhões de anos. E, de fato, ela nos criou, ela criou vida, criou todas as coisas da vida. Então é naturalmente segura para nós. E não seria seria ótimo usá-la nas comunicações sem fio?

Não só isso, eu a comparei ao espectro completo. Eu comparei o espectro das ondas de rádio -- o tamanho delas -- com o tamanho do espectro de luz visível. E então? Nós temos 10.000 vezes mais daquele espectro, que está lá para nós usarmos. Então, nós não temos somente este enorme espectro, vamos compará-lo a um número que acabo de citar. Nós temos 1.4 milhões, implantadas dispendiosamente, de estações rádio base ineficientes. E multipliquem isto por 10.000, então chegamos aos 14 bilhões. 14 bilhões é o número de lâmpadas elétricas já instaladas. Então, nós já temos a infraestrutura. Olhem para o teto, vocês vêem todas essas lâmpadas. Vão ao salão principal, vocês vêem aquelas lâmpadas.

Nós podemos usá-las para comunicações? Sim. O que nós precisamos fazer? A única coisa que nós precisamos fazer é substituir estas lâmpadas incandescentes e ineficientes, lâmpadas fluorescentes, com esta nova tecnologia de LED, lâmpadas de LED. Um LED é um semicondutor. É um dispositivo eletrônico. E ele tem uma excelente propriedade. Sua intensidade pode ser modulada a altas velocidades, e ele pode ser desligado a uma alta velocidade. E esta é uma propriedade fundamental básica que nós exploramos com nossa tecnologia. Entáo vamos mostrar como nós fazemos isto. Vamos ao vizinho mais próximo no espectro de luz visível -- vamos ao controle remoto. Todos sabem que controles remotos têm um LED infravermelho -- basicamente vocês ligam o LED, e se ele está desligado, vocês o desligam. E ele cria um pequeno fluxo de dados de baixa velocidade a 10.000 bits por segundo, 20.000 bits por segundo. Não útil para um vídeo do YouTube.

O que nós fizemos foi desenvolver uma tecnologia com a qual podemos também substituir o controle remoto das nossas lâmpadas. Nós transmitimos com nossa tecnologia, não somente um simples fluxo de dados, nós transmitimos milhares de vertentes de dados em paralelo, a velocidades ainda maiores. E a tecnologia que nós desenvolvemos - é chamada SIM OFDM. E sua modulação espacial -- estes são os únicos termos técnicos, não vou entrar em detalhes -- mas isto é como nos possibilitamos que aquela fonte de luz transmita dados.

Vocês irão dizer, "Ok, isso é ótimo -- um slide criado em 10 minutos." Mas não somente isto. O que nós fizemos foi desenvolver um demonstrativo. E estou mostrando pela primeira vez em público este demonstrativo de luz visível. E o que temos aqui é uma simples lâmpada de mesa. Nós adaptamos uma lâmpada LED que custa três dólares, colocando nossa tecnologia de processamento de sinais. E, então, o que nós temos aqui é um pequeno orifício. E a luz passa através daquele orifício. Há um receptor. O receptor vai converter estas pequenas e sutís mudanças na amplitude que nós criamos lá em um sinal elétrico. E aquele sinal elétrico é então convertido de volta numa corrente de dados de alta velocidade. No futuro, nós esperamos poder integrar este pequeno orifício nesses smartphones. E não somente integrar um fotodetector aqui, mas talvez usar a câmera interna.

Então, o que acontece quando eu ligar aquela luz? Como vocês esperavam, é uma luz, uma luz de mesa. Coloquem um livro embaixo dela e vocês podem ler. Está iluminando o espaço. Mas ao mesmo tempo, vocês vêem este vídeo aparecendo aqui. E é um vídeo, um vídeo de alta definição que é transmitido através daquele facho de luz. Vocês são críticos. Vocês pensam, " he, he, he. Este é um acadêmico inteligente fazendo uns truques aqui." Mas deixe eu fazer isso.

(Aplausos)

Mais uma vez. Ainda não acreditam? É esta luz que transmite este vídeo de alta definição em um fluxo dividido. E se vocês olharem para a luz, ela está iluminando como se poderia esperar. Vocês não notam com os seus olhos humanos. Vocês não notam a sutíl mudança na amplitude que nós imprimimos dentro desta lâmpada elétrica. Ela serve ao propósito da iluminação, mas ao mesmo tempo, somos capazes de transmitir dados. E vocês podem ver, mesmo luz que vem do teto vem aqui para o receptor. Ele pode ignorar aquela luz constante, porque tudo que o receptor está interessado são mudanças sutís. Vocês também tem uma pergunta crítica de vez em quando. Vocês dizem, "OK, terei que manter a luz ligada o tempo todo para ter isto funcionando?" E a resposta é sim. Mas vocês podem diminuir a luz para um nível em que pareça estar desligada. E ainda são capazes de transmitir dados -- é possível.

Então, eu mencionei para vocês os quatro desafios. Capacidade: Nós temos 10.000 vezes mais espectro, 10.000 vezes mais LEDs já instaladas na infraestrutura. Vocês concordariam comigo, espero, não há mais problemas de capacidade. Eficiência: Isto é informação através da iluminação -- é, primeiro de tudo, um equipamento de iluminação. E se vocês analisarem o custo da energia, o transmissor de dados é grátis -- altamente eficiente em energia. E nem mencionei a alta eficiência em energia dessas lâmpadas de LED. Se o mundo inteiro as implantasse, economizariam milhares de usinas de energia. Só um exemplo.

E então mencionei a disponibilidade. Vocês vão concordar comigo que nós temos luz nos hospitais. Precisa ver o que está fazendo. Temos luz nos aviões. Então está em qualquer lugar onde haja luz. Olhem ao redor. Em todo lugar. Olhem os seus smartphones. Eles têm uma lanterna, uma lanterna de LED. Estas são potenciais fontes para transmissão de dados em alta velocidade.

E entáo há segurança. Vocês vão concordar comigo que a luz não penetra através de paredes. Então, ninguém, se eu tenho uma luz aqui, se eu tenho dados seguros, ninguém do outro lado desta sala através daquela parede seria capaz de ler aquela informação. E somente há dados onde há luz. Então, se eu não quero que o receptor receba aquele dado, o que eu poderia fazer, basta virá-lo. Então, os dados vão para aquela direção, náo estão mais aqui. Agora nós podemos na verdade ver onde os dados estão indo.

Então pra mim, as aplicações disto, para mim, estão além da imaginação no momento. Tivemos um século de desenvolvedores de aplicativos excelentes, inteligentes. E vocês só têm que perceber, onde nós temos luz, há um caminho potencial de transmissão de informações. Eu quero lhes dar alguns exemplos. Bom, vocês já podem ver o impacto agora. Este é um veículo dirigido remotamente embaixo dos oceanos. E ele usa luz para iluminar o espaço lá embaixo. E esta luz pode ser usada para transmitir dados sem fio que estas coisas (usam) para se comunicar entre elas.

Intrinsecamente ambientes seguros como esta usina de petroquímicos -- Não se pode usar RF, ele pode gerar faíscas na antena, mas eu posso usar luz -- vocês vêem muita luz lá. Em hospitais, para novos instrumentos médicos; nas ruas, para o controle do tráfego. Carros têm faróis baseados em LED, luzes traseiras baseadas em LED, e os carros podem comunicar-se uns com os outros e prevenir acidentes na maneira como eles transmitem informações. Semáforos podem comunicar-se com o carro, e assim por diante. E então temos milhões de lâmpadas nas ruas instaladas ao redor do mundo. E cada lâmpada de rua seria um ponto de acesso livre. Nós o chamamos na verdade um Li-Fi, fidelidade de iluminação. E então nós temos estas cabines de avião. Há centenas de luzes em uma cabine de avião, e cada uma destas luzes poderia ser um potencial trasmissor de informações sem fio. Então vocês poderiam usufruir dos seus vídeos favoritos do TED nas suas longas viagens de volta para casa. Vida online. Eu penso que esta visão é possível.

Então, tudo o que nós precisaríamos fazer seria adaptar um pequeno microchip a todo potencial equipamento de iluminação. E isto então combinaria duas funcionalidades básicas: iluminação e transmissão de dados sem fio. E é esta simbiose que eu particularmente acredito poderia resolver os quatro problemas essenciais que nós enfrentamos na comunicação sem fio hoje. E no futuro, nós não teríamos somente 14 bilhões de lâmpadas, nós teríamos 14 bilhões de Li-Fis instaladas ao redor do mundo -- para um mais limpo, mais ecológico, e ainda mais brilhante futuro.

Muito obrigado.

(Aplausos)

[Via BBA]