Nouvelle norme développée pour les appareils IoT sans batterie et dotés d'IA
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Une collaboration internationale historique menée par l'Université de Newcastle a développé le système intégré de collecte et de stockage de lumière le plus efficace au monde pour alimenter l'intelligence artificielle (IA) autonome à la périphérie de l'Internet des objets (IoT).
Cette technologie, publiée dans la revue Energy & Environmental Science , est la première à proposer une plateforme sans batterie ni entretien pour les capteurs et appareils intelligents de nouvelle génération, annonçant ainsi une évolution transformatrice vers une infrastructure durable et intelligente.
Au cœur de cette avancée se trouve un photocondensateur innovant à trois bornes, un dispositif qui fusionne un photovoltaïque hybride à haut rendement, un supercondensateur conçu moléculairement et des membranes de chitosane respectueuses de l'environnement dérivées de champignons dans un système homogène.
Cette unité compacte atteint une tension de photocharge record de 0,9 V et un rendement de charge global de 18 % sous un éclairage intérieur classique, permettant un fonctionnement continu et sans batterie des réseaux IoT et de l'IA en périphérie. Lors de tests en conditions réelles, la plateforme a réalisé des tâches de reconnaissance d'images avec une précision de 93 % à seulement 0,8 mJ par inférence, surpassant ainsi les modules silicium commerciaux d'un facteur 3,5 en termes de débit.
La professeure Marina Freitag, présidente du département de l'énergie et chercheuse universitaire de la Royal Society à l'université de Newcastle, qui a co-conçu et dirigé le projet, a déclaré : « C'est une idée qui germe depuis près d'une décennie, rassemblant tout, de l'ingénierie moléculaire fondamentale aux applications d'IA de pointe dans le monde réel."
« Je suis absolument ravi de le voir enfin concrétiser, non seulement en tant que curiosité académique, mais aussi en tant que système pleinement intégré et fonctionnel. Cela prouve que seule une collaboration internationale approfondie nous permettra de relever les multiples défis des technologies durables et intelligentes. »
Un avenir durable pour des milliards d'appareils
Avec plus de 30 milliards d’appareils IoT prévus d’ici 2030, le défi d’alimenter des systèmes omniprésents, sans fil et intelligents – sans batteries toxiques ni connexion au réseau – est l’un des problèmes déterminants en matière de technologie et de durabilité.
Ce projet démontre une solution viable et performante pour les environnements intérieurs, ouvrant la voie à des infrastructures autonomes en énergie et sans entretien dans les maisons, les hôpitaux, les usines et les villes. Il répond directement à l'Objectif de développement durable n° 7 des Nations Unies pour une énergie propre et abordable et pourrait contribuer à réduire l'impact environnemental de milliards de piles jetables chaque année.
Construire les bases de sociétés intelligentes et durables
Les implications vont bien au-delà du laboratoire. Cette technologie révolutionne les villes intelligentes , les soins de santé, l'automatisation industrielle et la surveillance environnementale , permettant la création de réseaux de capteurs et d'appareils périphériques ne nécessitant aucune maintenance et ayant un impact environnemental minimal. En alliant ingénierie moléculaire, matériaux biodégradables, simulation avancée et intégration de l'IA en conditions réelles, l'équipe a établi une nouvelle référence quant aux possibilités offertes par la science et la collaboration sans frontières.
Le professeur Freitag ajoute : « La collaboration est le seul moyen de s'attaquer aux multiples facettes des technologies de demain. Notre réussite commune n'est pas seulement une avancée scientifique, c'est un modèle pour la manière dont des équipes internationales et interdisciplinaires peuvent apporter les innovations dont la société a besoin. »
https://www.ncl.ac.uk/press/articles/latest/2025/04/high-efficiencyindoorphotocapacitor