Nový typ HD videokamery nepotřebuje žádnou baterii. Funguje podobně jako pasivní NFC

  • Vědci vytvořili novou kameru, která nepotřebuje baterii ani běžné napájení
  • Kamera dokáže plynule přenášet video v rozlišení HD
  • Technologie by mohla vyřešit použití kamery například v budoucích brýlích pro rozšířenou realitu

Vědci z Washingtonské univerzity představili nový typ kamery, která dokáže streamovat HD video bez toho, aniž by byla napájená standardní cestou nebo obsahovala baterii. Nový přístup k řešení problémů totiž přinutil inženýry změnit běžnou architekturu, kterou kamery používají a řádově snížit spotřebu na straně samotné kamery.

Minulý týden jsme psali o miniaturní kameře, která v rámci snímacího čipu obsahuje i solární články, díky kterým dokáže fungovat bez baterie. Rozlišení je ale zatím extrémně nízké a obraz je zatím pouze černobílý. Tentokrát se ale podíváme na jiný typ kamery, která funguje mnohem lépe a nepotřebuje ani žádné světlo pro napájení.

Překopaná architektura

Standardní kamera se skládá ze tří hlavních částí – samotného senzoru, který snímá analogové pixely, dále pak procesoru, který převádí analogový signál senzoru na digitální data a v poslední řadě antény, která pak daný signál bezdrátově vysílá do externího zařízení.

Zatímco snímací senzor je velmi úsporný a jeho spotřeba je v oblasti mikrowattů, část převaděče a antény je na tom výrazně hůře – spotřeba je v oblasti wattů. Vědci tak vymysleli novou architekturu, která odstraní tyto dva komponenty s vysokou spotřebou mimo kameru přímo do „hubu“, neboli externího zařízení, které je například připojené do elektřiny nebo má k dispozici velkou baterii. Ve finální fázi tak dochází k přímému propojení analogových pixelů přímo do antény.

Systém tak funguje podobně jako třeba pasivní RFID/NFC čip a kamera si vystačí s energii vysílaných elektromagnetických pulzů z hubu, které následně odrazí zpátky s obrazem ze snímacího senzoru.

Pro HD video stačí stovky mikrowattů

Pomocí simulace s čipem ASIC, bylo dosaženo bezdrátového přenosu obrazu 60 snímků za sekundu v rozlišení 720 a 1080p se spotřebou 321 mikrowattů, respektive 806 mikrowattů. Dle tvrzení se jedná o tisíckrát až 10 000× nižší spotřebu, než je u videopřenosu této kategorie běžné. Právě díky tomu stačí i minimální energie z odrazených elektromagnetických pulzů.

Vědci ale nezůstali jen u simulaci, vytvořili totiž i základní funkční prototyp, který jim fungoval v rozlišení 1080p s 30 fps na vzdálenost až 2,4 metru. Při rozlišení 720p a 10 fps bylo možné obraz streamovat až na vzdálenost téměř 5 metrů.

Řešení pro rozšířenou realitu?

I když si lze toto řešení představit na mnoha místech, kde je například špatná dostupnosti elektřiny nebo nechcete po stěně v místnosti tahat napájecí kabely, největším lákadlem je rozhodně rozšířená realita.

Právě u brýlí pro AR se řeší hlavní problém – jak udělat tak tenkou konstrukci, aby ale zároveň bylo možné napájet integrovanou kameru, kerá by zajišťovala nejen třeba natáčení videa, ale hlavně snímání obrazu pro následné zpracování a chytré rozpoznávání objektů, tváří a podobně.

Baterie jsou stále velké a při natáčení videa by se miniaturní baterie v brýlích vybila během pár minut. Zmíněné řešení by ale poskytovalo skvělý způsob k tomu, aby se minimálně o napájení „hladové“ kamery staral třeba mobilní telefon. Právě ten by sloužil jako „hub“, protože zároveň obsahuje i efektivní výkonný procesor pro zpracování videa a má velkou baterii. Jeho umístění od brýlí není přitom obvykle větší než jeden metr.

Uvidíme, jestli podobný systém nakonec najde v této oblasti uplatnění. Tvůrci upřesňují, že je ještě nutné dořešit řadu věcí – ať už z pohledu šifrování přenášených dat nebo přenáší dat z více kamer najednou a spojeného rušení. Tyto problémy lze ale vyřešit pomocí současných nástrojů, které se v bezdrátové komunikaci už běžně používají.

Originální materiál k výzkumu si stáhnete zde (PDF).

Pokud chcete trochu více technického popisu, jak funguje například využití Wi-Fi signálu k podobného efektu, doporučujeme například materiály Wi-Fi Backscatter: Internet Connectivity for RF-Powered Devices (PDF) nebo Passive Wi-Fi: Bringing Low Power to Wi-Fi Transmissions (PDF).

Diskuze (7) Další článek: Tažení USA proti čínským telekomunikacím. Co znamená embargo pro ZTE a Huawei?

Témata článku: Věda, Výzkum, Kamera, Baterie, Nositelnosti, Brýle, Mobilní telefon, IoT, NFC, Bezdrátové nabíjení, Rozšířená realita, Snímací čip, Nízká spotřeba, Přímé propojení, Nový přístup, Low power, Přenášené data, Washingtonská univerzita, Špatná dostupnost, Analogový signál, Technický popis, Originální materiál, Vid, Podobný systém, Snímací senzor, Mobilní telefony na Heureka.cz



Mobilní protivzdušný systém Skynex z Německa během testu vyřídil osm malých dronů

Mobilní protivzdušný systém Skynex z Německa během testu vyřídil osm malých dronů

** Německá společnost Rheinmetall nedávno představila nový pozoruhodný systém protivzdušné obrany Skynex ** Ten může být vybaven senzory, zbraněmi, taktickým radarem i dalšími prvky ** Během testu si hravě poradil s hejnem osmi malých dronů

Stanislav Mihulka
ZbraněVojenstvíDrony
Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

Lék proti depresi za stokorunu snižuje riziko těžkého průběhu i úmrtí na onemocnění covid-19

** Klinická studie zkoumala vliv antidepresiva fluvoxamin na covid-19 ** Počet úmrtí souvisejících s covidem-19 klesl zhruba o 90 % ** Potřeba intenzivní lékařské péče se snížila zhruba o 65 %

Karel Kilián
COVID-19LékyDepreseMedicína
Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

** Lidstvo se připravuje na kolonizaci Měsíce ** Jednou ze základních surovin, bez nichž se na naší přirozené družici neobejdeme, je nepochybně kyslík ** Kde ho vzít?

Stanislav Mihulka
KolonizaceMěsícO2
Černobyl po 35 letech: Stále vypadá děsivě, elektřina se tu ale vyrábí dál

Černobyl po 35 letech: Stále vypadá děsivě, elektřina se tu ale vyrábí dál

** Uběhlo 35 let od tragické nehody v černobylské elektrárně ** Celá oblast je událostí stále silně poznamenaná ** Z Černobylu ale znovu teče elektřina – tentokrát solární

David Polesný
Elektrárna
Jeden z nejpodivnějších objektů ve Sluneční soustavě odpálil další explozi

Jeden z nejpodivnějších objektů ve Sluneční soustavě odpálil další explozi

** Kometa 29P/Schwassmann–Wachmann je pozoruhodná tím, že víceméně pravidelně vybuchuje ** A letos se vyloženě předvádí ** V srpnu odpálila pořádnou erupci, v září doslova supererupci a 24. října následovala další velice silná exploze

Stanislav Mihulka
AstronomieKomety