Desarrollan comunicación inalámbrica ultraeficiente con ruido térmico

Investigadores de la Universidad de Stanford han avanzado en el desarrollo de un sistema de comunicación inalámbrica que opera con un consumo energético drásticamente reducido, según informa Hackster.io. El método, conocido como comunicación por ruido térmico, utiliza el ruido eléctrico de fondo generado por el movimiento aleatorio de electrones en materiales conductores, en lugar de las señales de radio activas que caracterizan los sistemas de comunicación convencionales.

El sistema funciona mediante la manipulación de las propiedades del ruido térmico. El transmisor alterna entre dos configuraciones eléctricas —circuito abierto y cortocircuito— que modifican la forma en que su antena absorbe y refleja el ruido térmico. Cada estado representa un bit binario (cero o uno). Un receptor especializado detecta variaciones minúsculas en este ruido reflejado, interpretando las diferencias como información. El amplificador del receptor actúa como un ‘refrigerador de electrones’, haciendo que el ruido medido parezca más frío o más cálido según la configuración del transmisor, a pesar de que los dispositivos no cambian de temperatura.

Este enfoque no es completamente nuevo; la profesora asistente Zerina Kapetanovic ya había demostrado previamente la transmisión de información mediante la manipulación del ruido térmico. Sin embargo, una cuestión clave era cómo el sistema funcionaba a temperatura ambiente. La investigación actual ha logrado desentrañar este mecanismo, permitiendo el desarrollo de un modelo matemático que describe el flujo de información. Este modelo se utilizó para optimizar tanto el hardware experimental como el esquema de comunicación, resultando en un aumento de la tasa de transmisión de datos de aproximadamente cien veces.

El sistema resultante ha alcanzado velocidades de datos en el rango de los kilobits por segundo. Aunque estas velocidades son inferiores a las de las tecnologías inalámbricas convencionales, la principal ventaja de la comunicación por ruido térmico reside en su eficiencia energética. Los transmisores de radiofrecuencia habituales pueden consumir hasta mil veces más energía para enviar la misma cantidad de información.

Esta característica hace que la tecnología sea prometedora para aplicaciones que requieren un consumo mínimo y una larga autonomía, como la monitorización ambiental, las redes de sensores de baja potencia y los sistemas RFID. Además, podría ser útil en entornos donde las señales de radio activas pueden causar interferencias, como en equipos médicos sensibles o instrumentos de radioastronomía.

Actualmente, los investigadores continúan explorando la posibilidad de que múltiples transmisores se comuniquen en una red compartida y la fiabilidad del sistema fuera del entorno controlado de una cámara aislada. Si estos desafíos se superan, la comunicación por ruido térmico podría establecer un nuevo paradigma para el intercambio de pequeñas cantidades de información con un consumo energético mínimo.