Harald Haas: Dados sem fios a partir de qualquer lâmpada

Vocês sabem que temos 1,4 milhões de antenas celulares de sinal de rádio implementadas pelo mundo? E estas são estações de base. E temos também mais de cinco biliões desses dispositivos aqui. Estes são telemóveis. E com estes telemóveis, transmitimos mais de 600 terabytes de dados todos os meses. Trata-se de um 6 com 14 zeros -- um número muito grande. As comunicações sem fios tornaram-se numa utilidade (necessária) como a electricidade e a água. Usamo-las todos os dias. Usamos no nosso quotidiano agora -- nas nossas vidas pessoais, nas nossas vidas profissionais. E têm mesmo de nos pedir às vezes, com gentileza que desliguemos o telemóvel em eventos como este por boas razões. E foi por esta importância que decidi olhar para as questões existentes nesta tecnologia, porque é tão fundamental às nossas vidas.

E uma das questões é a capacidade. Transmitimos dados sem fios usando ondas electromagnéticas -- particularmente, ondas de rádio. E as ondas de rádio são limitadas. Elas são escassas; elas são caras; e apenas temos uma certa gama delas. E é esta limitação que não suporta a procura de transmissões de dados sem fios e o número de bytes e dados que são transmitidos todos os meses. e elas estão simplesmente a ficar sem espectro. Existe outro problema. Trata-se da eficiência. Estas 1,4 milhões de antenas celulares, ou estações de base, consomem muita energia. E a maior parte da energia não é usada para transmitir ondas de rádio, é usada para arrefecer as estações de base. Então, a eficiência de uma estação de base é apenas de cerca de cinco por cento. E isso cria um grande problema. E ainda existe outra questão da qual estão todos conscientes. Têm de desligar os vossos telemóveis durante os voos. Nos hospitais, são questões de segurança. E segurança é outra questão. Estas ondas de rádio penetram pelas paredes. Podem ser interceptadas, e alguém pode fazer uso da sua rede se tiver más intenções.

Estas são as quatro questões principais. Mas, por outro lado, temos 14 biliões destas: lâmpadas, luz. E a luz faz parte do espectro electromagnético. Por isso vamos ver isto no contexto de todo o espectro electromagnético, onde temos os raios gama. Vocês não se querem aproximar de raios gama, pode ser perigoso. Raios X, úteis quando vão ao hospital. Depois há a luz ultra violeta. é bom para um bronzeado agradável, mas perigoso para o corpo humano, de outra forma. Infravermelhos -- devido aos regulamentos de segurança ocular, podem apenas usá-los numa potência baixa. E depois temos as ondas de rádio, eles têm as questões que já mencionei. E ali no meio, temos este espectro de luz visível. É luz, e a luz já cá anda há vários milhões de anos. E, de facto, ela criou-nos, criou a vida, criou todas as coisas da vida. Por isso é inerentemente segura de usar. E não seria fantástico usar isto para comunicações sem fios?

Não apenas isso, comparei-o a todo o espectro. Comparei o espectro das ondas de rádio -- o seu tamanho -- com o tamanho do espectro de luz visível. E adivinhem? Temos 10 000 vezes mais desse espectro, que está disponível para usarmos. Por isso, não apenas temos esta enorme quantidade de espectro, agora vamos comparar com um número que acabei de mencionar. Temos 1,4 milhões estações bases de células de rádio ineficientes, implementadas de forma dispendiosa. E multipliquem isso por 10 000, vão chegar aos 14 biliões. 14 biliões é o número de lâmpadas já instaladas. Por isso temos aqui a infraestrutura. Olham para o tecto, têm todas estas lâmpadas. Vão ao piso principal, vocês vêem estas lâmpadas.

Podemos usá-las para comunicações? Sim. O que precisamos de fazer? A única coisa que temos de fazer é substituir estas lâmpadas incandescentes ineficazes, luzes fluorescentes, com esta nova tecnologia de LED, lâmpadas LED. Um LED é um semicondutor. É um dispositivo electrónico. E tem uma propriedade muito pertinente. A sua intensidade pode ser modulada a velocidades muito altas, e podem ser desligadas a velocidades muito altas. E esta é uma propriedade básica fundamental que explorámos com a nossa tecnologia. Por isso, vamos mostrar como o fazemos. Vamos ao vizinho mais próximo do espectro de luz visível -- vamos aos telecomandos. Todos sabem que os telecomandos têm um LED de infravermelhos -- basicamente ligam o LED, e se estiver desligado, desligam-no. E isto cria um fluxo de dados simples e de baixa velocidade em 10 000 bits por segundo, 20 000 bits por segundo. Não é utilizável para um vídeo do YouTube.

O que fizemos foi desenvolver uma tecnologia com a qual podemos mais tarde substituir o telecomando da nossa lâmpada. Transmitimos com a nossa tecnologia, não apenas um fluxo de dados único, transmitimos centenas de fluxos de dados em paralelo, em velocidades ainda mais altas. E a tecnologia que desenvolvemos -- é chamada SIM OFDM. E é uma modulação espacial -- estes são os únicos detalhes técnicos, não vou entrar em detalhes -- mas é assim que permitimos que uma fonte de luz transmita dados.

Vão dizer, "Ok, isto é giro -- um diapositivo criado em 10 minutos." Mas não se trata apenas disto. O que fizemos foi também desenvolver um demonstrador. E vou mostrar pela primeira vez em público este demonstrador de luz visível. E o que temos aqui não é um candeeiro de secretária comum. Pusemos numa lâmpada LED, que vale 3 dólares americanos, colocámos a nossa tecnologia de processamento de sinal. E então o que temos aqui é um pequeno buraco. E a luz passa por esse buraco. Aqui temos um receptor. O receptor vai converter estas mudanças pequenas e subtis na amplitude que criamos aqui num sinal eléctrico. E esse sinal eléctrico é então convertido de novo para um fluxo de dados de alta velocidade. No futuro esperamos poder integrar este pequeno buraco nestes smart phones. E não apenas integrar um detector de fotos aqui, mas talvez usar a câmara integrada.

Então o que acontecerá quando eu ligar esta luz? Como poderiam esperar é uma luz, um candeeiro de secretária. Ponham o vosso livro por baixo e poderão ler. Está a iluminar o espaço. Mas, ao mesmo tempo, podem ver este vídeo a aparecer aqui. E é um vídeo, um vídeo de alta definição que é transmitido através daquele feixe de luz. Estão cépticos. Estão a pensar, "Ah, ah, ah. É um académico esperto a fazer aqui uns truques." Mas deixem-me fazer isto.

(Aplausos)

Mais uma vez. Ainda não acreditam? É esta luz que transmite este vídeo de alta definição num fluxo dividido. E se olharem para a luz, está a iluminar, tal como esperavam. Não é perceptível ao olho humano. Não conseguem reparar nas alterações subtis na amplitude que implantámos nesta lâmpada. Esta a servir o propósito da iluminação, mas, ao mesmo tempo, podemos transmitir estes dados. E, podem ver, até a luz que vem do tecto vem até aqui ao receptor. Este pode ignorar essa luz constante, pois ele só está interessado nas alterações subtis. Vocês também têm uma questão crucial de vez em quando. Dizem, "OK, preciso de ter a luz sempre ligada para ter isto a funcionar? E a resposta é sim. Mas, podem diminuir a luz a um nível que aparenta estar desligada. E ainda estão capazes de transmitir dados -- isso é possível.

Então, falei-vos dos quatro desafios. Capacidade: Temos 10 000 vezes mais espectro, 10 000 vezes mais LEDs já instalados na infraestrutura. Concordarão comigo, espero, que já não há um problema de capacidade. Eficiência: Trata-se de dados através da iluminação -- é, em primeiro lugar, um dispositivo de iluminação. E se fizerem o orçamento energético, a transmissão de dados vem sem custos -- alta eficiência energética. Não mencionei a alta eficiência energética destas lâmpadas LED. Se todo o mundo as implementasse, poderiam poupar centenas de centrais eléctricas. Questão resolvida.

E depois mencionei a disponibilidade. Concordarão comigo de que há luzes no hospital. Precisam de ver o que estão a fazer. Temos luzes numa aeronave. Por isso está em todo o lado em que haja luz. Olhem à volta. Para todos os lados. Olhem para o vosso smartphone. Tem uma lanterna, uma lanterna LED. São potenciais fontes de transmissão de dados de alta velocidade.

E depois temos a segurança. Concordarão comigo que a luz não penetra paredes. Por isso, se eu tivesse uma luz aqui, se tivesse dados seguros, ninguém do outro lado da parede da sala conseguiria ler esses dados. E há apenas dados onde há luz. Por isso se eu não quiser que o receptor receba os dados, o que posso fazer é mudá-lo de direcção. Por isso os dados seguem naquela direcção, e já não estão lá mais. Agora podemos ver de facto para onde estão os dados a ir.

Portanto, para mim, as aplicações disto, para mim, vão além da imaginação, actualmente. Tivemos um século de criadores de aplicações inteligentes e agradáveis. E apenas precisam de ver onde existe luz, há uma forma potencial de transmitir dados. Mas posso dar-vos alguns exemplos. Bem, já poderão estar agora a ver o impacto. Isto é um veículo operado remotamente sob os oceanos. E eles podem usar a luz para iluminar o espaço lá em baixo. E esta luz pode ser usada para transmitir dados sem fios que estas coisas [usam] para comunicar entre si.

Ambientes seguros intrinsecamente como esta central petroquímica -- não podem usar RF (frequências de rádio), pois pode gerar faíscas na antena, mas pode usar luz -- podem ver muita luz ali. Em hospitais, para novos instrumentos médicos; em ruas para controlo de trânsito. Os carros tem faróis à base de LED, assim como luzes traseiras baseadas também em LED, e os carros podem comunicar entre si e prevenir acidentes na forma em que trocam informação. Os semáforos podem comunicar para o carro e muito mais. E temos também estes milhões de candeeiros de rua espalhadas pelo mundo. E cada luz de rua seria um ponto de acesso grátis. Chamamos a isto, de facto, um Li-Fi, fidelidade de luz. E depois temos estas cabines das aeronaves. Existem centenas de luzes numa cabine de aeronave, e cada uma dessas luzes pode ser um potencial transmissor de dados sem fios. Por isso poderiam desfrutar os vossos vídeos favoritos das TED nos vossos longos voos de volta a casa. Vida em online. Acredito que seja uma visão que é possível.

Portanto, tudo o que precisaríamos de fazer é encaixar um pequeno microprocessador em todos os potenciais dispositivos de iluminação. Isto combinaria então duas funcionalidades básicas: iluminação e transmissão de dados sem fios. E é esta simbiose que acredito pessoalmente que poderia resolver os quatro problemas essenciais que nos enfrentam na comunicação sem fios nos dias de hoje. E, no futuro, poderiam não ter apenas 14 biliões de lâmpadas, poderiam ter 14 biliões de Li-Fis espalhadas pelo mundo -- por um futuro mais limpo, mais verde e mais brilhante.

Obrigado.

(Aplausos)