瓦米斯·塔拉是約書(shū)亞·史密斯(Joshua Smith)實(shí)驗(yàn)室的研究助理，約書(shū)亞·史密斯在華盛頓大學(xué)研究計(jì)算機(jī)科學(xué)與電子工程。最近，塔拉展示一臺(tái)原型手機(jī)，這臺(tái)手機(jī)很神奇，沒(méi)有電池卻可以打電話。手機(jī)只需要很少的電量就能運(yùn)行，電流從空中傳輸。史密斯說(shuō)：“如果讓你挑選一款設(shè)備，讓它擺脫電池的束縛，你會(huì)選擇什么設(shè)備?手機(jī)是其中最實(shí)用的設(shè)備之一。現(xiàn)在不妨想像一下，假設(shè)你的電池沒(méi)電了，你還可以發(fā)文本信息、打電話，又會(huì)怎樣呢?”
為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，我們需要對(duì)手機(jī)的一切功能重新思考。要讓手機(jī)在沒(méi)有電池的情況下運(yùn)行，手機(jī)只能從周圍環(huán)境中汲取能量。
通過(guò)太陽(yáng)能面板或者發(fā)光二極管，環(huán)境光可以轉(zhuǎn)化為電能。通過(guò)天線，射頻TV和Wi-Fi廣播信號(hào)可以變成電能。如果用兩種技術(shù)搭建一個(gè)混合系統(tǒng)，就可以生成幾十微瓦的電流。問(wèn)題在于傳統(tǒng)手機(jī)需要的電力強(qiáng)幾萬(wàn)倍，約為800毫瓦，否則無(wú)法打電話。
如何通信?這是團(tuán)隊(duì)需要解決的第一個(gè)問(wèn)題。史密斯實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了一種名叫“Backscatter”(反向散射)的技術(shù)，它可以將進(jìn)入設(shè)備的無(wú)線電波反射出去，使設(shè)備具備通信能力，原理和受傷的徒步者利用太陽(yáng)、鏡子發(fā)送SOS信號(hào)差不多。史密斯成立了一家名叫“Jeeva Wireless”的創(chuàng)業(yè)公司，將所謂的“被動(dòng)Wi-Fi”(passive Wi-Fi)技術(shù)商用，其意思就是“面向超低能耗Wi-Fi設(shè)備的數(shù)字反向散射技術(shù)”。然而，被動(dòng)Wi-Fi技術(shù)提供的電力還是無(wú)法滿足手機(jī)的要求。
塔拉稱：“將人的語(yǔ)音轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)需要消耗很多的電能。如果可以采用模擬技術(shù)通信，能源效率就會(huì)高很多。”手機(jī)雖然是用數(shù)字信號(hào)撥號(hào)的，但是在語(yǔ)音通話過(guò)程中反向處理卻是模擬的。
雖然發(fā)明了模擬反向散射技術(shù)，不過(guò)史密斯深知他的技術(shù)是根據(jù)一種間諜技術(shù)發(fā)明的，這種技術(shù)在冷戰(zhàn)時(shí)曾經(jīng)使用過(guò)。1945年，蘇聯(lián)將一個(gè)美國(guó)大紋章雕像送給莫斯科美國(guó)大使館。里面放了音頻元件，只有當(dāng)無(wú)線電波的頻率匹配時(shí)才會(huì)激活，它用無(wú)線電波運(yùn)行。
和間諜設(shè)備一樣，塔拉開(kāi)發(fā)的手機(jī)有一些關(guān)鍵組件也是放在遠(yuǎn)處的，這樣可以降低能耗。附近的基站有轉(zhuǎn)化電路，連接到數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)——目前通過(guò)Skype連接。原型手機(jī)基站使用未授權(quán)的頻段，只能用于低功耗傳輸。因?yàn)槭謾C(jī)要靠信號(hào)收集能量，所以離基站的距離不能超過(guò)15米。
如果要將手機(jī)商用，電路可以植入家用Wi-Fi路由器或者放進(jìn)手機(jī)信號(hào)塔。塔拉說(shuō)：“手機(jī)信號(hào)塔的功率高一百倍，也許可以擴(kuò)大覆蓋范圍，達(dá)到1000米的距離。”
手機(jī)離商用還很遙遠(yuǎn)，上面只有一塊簡(jiǎn)單的觸摸感應(yīng)數(shù)字墊，只有當(dāng)按鍵按下時(shí)小小的紅色LED才會(huì)短暫顯示信息。如果安裝更大的觸摸屏，需要400毫瓦的電流，比塔拉目前開(kāi)發(fā)的手機(jī)高出10萬(wàn)倍。
還有一點(diǎn)更重要：語(yǔ)音通話不方便。通話時(shí)你必須按下按鈕，就像對(duì)講機(jī)一樣，在聽(tīng)與講之間轉(zhuǎn)換，像普通手機(jī)一樣持續(xù)通話幾乎不可能。
塔拉表示，下一代設(shè)備的通話質(zhì)量會(huì)更好，會(huì)用電子墨水屏幕顯示文本信息，可能還會(huì)安裝攝像頭。史密斯則表示，原型手機(jī)是用現(xiàn)成組件開(kāi)發(fā)的，比普通手機(jī)便宜很多。如果大規(guī)模制造，成本會(huì)更低。