华盛顿大学的研究人员首次证明，几乎零功率运行的设备可以在长达2.8公里的距离内传输数据 - 打破了长期存在的障碍，并可能使大量互连设备成为可能。
例如，柔性电子设备 - 从捕捉关节炎患者运动范围的膝盖贴片到使用汗液检测运动员或士兵疲劳的贴片 - 为收集医学相关数据带来了巨大希望。
但是今天的柔性电子产品和其他传感器不能使用笨重的电池并且需要以非常低的功率运行，通常无法与距离超过几英尺或几米的其他设备进行通信。这限制了它们在从医疗监测和家庭传感到智能城市和精准农业的应用中的实际应用。
相比之下，UW的远程后向散射系统使用反射无线电信号以极低的功率和低成本传输数据，在4800平方英尺的房屋内实现了可靠的覆盖，办公区域覆盖了41个房间和一英亩的蔬菜农场。该系统将于9月13日在UbiComp 2017上发表。
“到目前为止，可以长距离通信的设备消耗了大量的电力。消耗微瓦功率的低功耗设备的权衡是它的通信范围很短，”Shyam Gollakota说道，他是一名副教授兼副教授。 Paul G. Allen计算机科学与工程学院。“现在我们已经证明了我们可以提供这两种产品，对于许多不同的行业和应用而言，这将会改变游戏规则。”
该团队最新的远程后向散射系统提供可靠的远程通信传感器，其功耗比现有技术能够在相似距离传输数据的能耗低1000倍。这是将连接性嵌入数十亿日常物品中的重要而必要的突破。
远程后向散射系统将由Jeeva Wireless商业化，Jeeva Wireless是由UW计算机科学家和电气工程师团队创建的衍生公司，预计将在六个月内开始销售。
传感器非常便宜 - 预计每个的成本为10到20美分 - 那些希望测量土壤温度或水分的农民能够经济地覆盖整个田地，以确定如何有效地种植种子或水。其他潜在的应用范围包括可以监测“智能”城市中的污染，噪音或交通的传感器阵列，或者可以全天候无线传输心脏病患者状况信息的医疗设备。
多年来，人们一直在谈论将连接性嵌入日常用品中，例如洗衣粉，纸巾和咖啡杯，但问题在于实现这一目标的成本和功耗，“Jeeva Wireless的首席技术官Vamsi Talla表示。艾伦学院博士后研究员，并获得了威斯康星大学电气工程博士学位。“这是第一个能够以极低的成本将连接注入任何设备的无线系统。”
例如，该研究团队建立了一个隐形眼镜原型和一个附着在人体皮肤上的灵活表皮贴片，成功地使用远程背向散射在3300平方英尺的中庭传递信息。这比现有智能隐形眼镜设计所达到的3英尺范围大几个数量级。
该系统有三个组件：发射无线电信号的信号源，编码信号反射信息的传感器和解码信息的廉价现成接收器。当传感器放置在源和接收器之间时，系统可以传输距离达475米的数据。当传感器放置在信号源旁边时，接收器可以解码距离2.8公里的信息。
使用反射或“反向散射”无线电信号传输信息的优点是传感器可以在极低功率下运行，可以通过薄的廉价柔性印刷电池提供，或者可以从环境源收集 - 消除对大电池的需求。缺点是接收器难以将这些极弱的反射与原始信号和其他噪声区分开来。
艾伦学校的博士生Mehrdad Hessar说：“这就像试着听到厚墙另一边发生的谈话一样 - 你可能会听到一些微弱的声音，但你无法说出这些话。”“通过我们的新技术，即使谈话本身很难听到，我们也可以解码这些词。”
为了解决这个问题，UW团队在其反向散射设计中引入了一种新型调制 - 称为啁啾扩频。通过在多个频率上传播反射信号，该团队可以实现更高的灵敏度，并且即使在低于噪声的情况下也可以解码更远距离的反向散射信号。
“我们基本上从一个清晰的平台开始说，如果我们真正需要启用智能应用程序的是远程通信，我们怎样才能从头开始设计系统以实现这一目标?”杰尔瓦无线公司的联合创始人布莱斯凯洛格说，他是一名华盛顿大学电气工程专业的学生。
