En 1945, una copia de madera tallada a mano del Gran Sello de los Estados Unidos fue colgada en el estudio residencial del embajador estadounidense en la Unión Soviética. Los detalles fueron notables: cada pluma en las alas del águila, delicadamente definida, con el pico curvado exactamente. Pero esto no fue lo que hizo que la pieza fuera asombrosa.
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También fue un error.
El sello fue presentado al embajador como un gesto pacífico por una delegación de la Organización de Jóvenes Pioneros de la Unión Soviética. Pero dentro del ingenioso trabajo, justo debajo del pico del pájaro, había un dispositivo de escucha. No tenía batería ni componentes electrónicos activos, lo que lo hacía prácticamente indetectable. De hecho, no se encontró durante siete años.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en Seattle está aprovechando una vez más una tecnología similar para una operación igualmente sorprendente, pero menos encubierta: los teléfonos celulares sin batería.
Aunque es poco probable que el diseño reemplace a nuestros teléfonos inteligentes que consumen mucha energía, la tecnología promete ayudar en caso de necesidad. "Digamos que estás varado en algún lugar y tu teléfono se queda sin batería", dice Vamsi Talla, quien trabajó en el proyecto mientras era investigador asociado en la Universidad de Washington. "Todavía podría hacer una llamada al 911, lo que podría ser un salvavidas".
Con un teléfono celular normal, hay dos cosas que consumen mucha energía, dice Talla. Primero, su teléfono tiene que convertir su voz (una señal analógica) en una señal digital. En segundo lugar, transmite esa señal en forma de radiofrecuencias a una torre.
Entonces, el equipo despojó estos componentes de su teléfono rediseñado. En cambio, utilizaron los principios básicos de la tecnología de la era soviética para reelaborar cómo funciona el dispositivo.
En el caso del Great Seal Bug, las voces dentro de la habitación causaron que un pequeño diafragma oculto en la estructura vibrara y cambiara la resonancia de la cavidad interna. Para escuchar, los ansiosos agentes soviéticos en la calle solo tendrían que enfocar la frecuencia correcta de las ondas de radio en la dirección del sello, lo que activó una antena dentro del error. Luego podrían recoger los reflejos rebotados, también conocidos como retrodispersión.
En el caso del teléfono sin batería, se emite constantemente una señal de radio desde una estación base remota. Cuando una persona habla al dispositivo, estas frecuencias se reflejan de regreso a la estación base. Entonces es tarea de la estación base conectarse a la red celular y transmitir la llamada.
"No se pueden romper las leyes de la física", dice Talla. "Si algo tiene que hacer mucho trabajo, entonces necesita mucha energía". Entonces, en lugar de que el teléfono haga la mayor parte del trabajo, la estación base se convierte en una potencia de comunicación. El teléfono en sí consume solo unos pocos microvatios de energía, recolectando su energía de las ondas de radio ambientales o de la luz. Para la energía solar, el dispositivo utiliza un fotodiodo pequeño (1 cm cuadrado).
Por ahora, el sistema es bastante rudimentario, construido completamente con componentes listos para usar. El usuario usa auriculares para escuchar la llamada. No tiene pantalla y se parece un poco a una placa de computadora con un teclado numérico sensible al tacto. También es más como un walkie-talkie que un teléfono, dice Talla. "Puede hablar o recibir en un solo punto de tiempo". Para hablar, el usuario presiona un botón y habla por el dispositivo.
Para estos primeros prototipos, para los cuales los investigadores han solicitado una patente, la calidad del sonido no es excelente y el usuario debe estar a menos de 50 pies de la estación base para que el teléfono funcione. Aunque los investigadores esperan mejorar el alcance, es probable que el teléfono no sea algo a lo que las personas en ubicaciones remotas puedan recurrir fácilmente si surgen problemas.
"En general, lo que están haciendo es muy interesante y persiguen un objetivo por el que todos adorarían y matarían", dice David Blaauw, un ingeniero eléctrico cuya investigación en la Universidad de Michigan enfatiza el diseño de baja potencia. "Es una implementación muy agradable y es un sistema muy completo que están demostrando, pero hay algunos problemas que parecen ser algo fundamentales para el diseño".
Por un lado, dice Blaauw, que no participó en la investigación, el alcance del teléfono será difícil de escalar porque la intensidad de la señal se degrada fuertemente con la distancia. Y utilizando la retrodispersión, la señal tiene que viajar bastante lejos. "La señal tiene que ir de la estación base al teléfono celular y luego reflejarse pasivamente y luego viajar de regreso a la estación base", dice. "Es por eso que obtienen decenas de metros, no cientos de metros o kilómetros, que es lo que obtienen los teléfonos celulares modernos". De hecho, los expertos en telecomunicaciones dicen que un teléfono celular moderno puede conectarse a una torre a más de 20 millas de distancia.
El otro problema, dice Blaauw, podría ser la interferencia. Dado que la estación base está trabajando para detectar el pequeño cambio en las ondas de radio reflejadas pasivamente, varios teléfonos que funcionan simultáneamente podrían dificultar la detección de la señal correcta en todo el ruido. Pero Talla dice que están trabajando para resolver este problema en futuros prototipos, utilizando la estación base para procesamiento y filtrado adicionales.
El equipo continúa su trabajo en el teléfono sin batería en cooperación con Jeeva Wireless, una empresa derivada de la investigación del laboratorio centrada en la comercialización de Wi-Fi de ultra baja potencia. Talla, actualmente CTO de Jeeva, dice que planean incorporar una cámara para imágenes y capacidades de mensajes de texto usando una pantalla de tinta electrónica, la misma tecnología que se ve actualmente en Kindle y otros lectores electrónicos. Otro posible futuro para el dispositivo sería incorporarlo en un teléfono inteligente normal, dice Talla. De esa manera, si la batería se agota, el usuario aún podría hacer llamadas de emergencia. De cualquier manera, esperan mejorar la calidad de las llamadas mediante el desarrollo de un micrófono diseñado específicamente para la retrodispersión.
Según Talla, el dispositivo tiene un futuro brillante con tecnologías de próxima generación. "Una opción de 5G haría que nuestra tecnología sea más práctica", dice. Con 5G, las compañías planean mover las estaciones base celulares mucho más juntas para permitir velocidades de datos más altas. Para el teléfono celular sin batería, el cambio a torres celulares más cercanas aumentaría la cobertura, particularmente en entornos urbanos.
Aunque la idea es intrigante, pasará mucho tiempo antes de que los teléfonos celulares sin batería lleguen al mercado. Por ahora, al menos, aún tendrá que tener a mano ese cable de carga adicional.
