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14 Fév, 2023

Wi-R : Jumelage et transfert de données au toucher, sans Bluetooth, ni Wi-Fi

Wi-R : Jumelage et transfert de données au toucher, sans Bluetooth, ni Wi-Fi

Wi-R : plus de Wi-Fi ou de Bluetooth, mais une communication entre des personnes. Le Wi-R est une nouvelle technologie de communication en champ proche non radiative qui utilise des champs électro-quasistatiques (EQS) pour la communication.

Les différenciations clés qui rendent le Wi-R unique sont les suivantes :

A) Sans fil de type filaire non radiatif : le sans-fil traditionnel basé sur le champ électromagnétique (EM) (par exemple, Bluetooth, Wi-Fi, UltraWideBand (UWB)) émet des signaux dans toutes les directions. Par exemple, les signaux Bluetooth peuvent être consultés par n’importe qui dans un rayon de 5 à 10 m. Wi-R, d’autre part, confine le signal autour de la surface, similaire à la communication filaire. Par conséquent, Wire-like Wireless ou Wi-R. Quelqu’un assis à votre table voisine n’a même pas accès au signal physique, ce qui entraîne une efficacité énergétique et une sécurité physique supplémentaire en plus de la sécurité mathématique qui provient du cryptage.

B) 100 fois plus économe en énergie que le sans-fil traditionnel : l’utilisation de champs EQS, associée à des techniques propriétaires développées par Ixana, permet une communication à une consommation d’énergie 100 fois inférieure à celle du Wi-Fi ou du Bluetooth (~10 nJ/b) et plus de 10 fois moins d’énergie que l’UWB (>1nJ/b). L’inspiration pour le Wi-R vient de la communication filaire (par exemple, USB-C) où l’énergie ultra-basse (~1pJ/b) est courante. Cependant, les canaux du réseau personnel (PAN) utilisant les ondes EM, tels que Bluetooth et Wi-Fi, ne ressemblent pas du tout à des canaux à large bande. L’invention brevetée clé permettant au Wi-R est de développer un canal à large bande pour le réseau personnel, permettant des efficacités énergétiques similaires à celles du fil.

C) Le Wi-R est votre haut débit personnel sécurisé qui résout le « problème du dernier mètre » dans le réseau corporel (BAN) :Pour l’interaction homme-machine (HCI) et de nombreuses autres applications d’humains augmentés, il est nécessaire de connecter un ou plusieurs appareils sur l’humain à un hub central sur l’humain. La connexion individuelle de chaque appareil avec un routeur non humain est extrêmement inefficace sur le plan énergétique et réduit la capacité du canal en raison de problèmes de coexistence entre les appareils sur le même humain ainsi que des interactions entre les appareils sur plusieurs humains. De plus, il y a un problème de confidentialité car les données sensibles peuvent être espionnées jusqu’à 10 m de distance. Le Wi-R résout ces problèmes en créant une bulle EQS près de la surface (<10 cm) qui est privée et à haut débit. Les prototypes actuels fonctionnent jusqu’à 1Mb/s (assez bon pour la musique et les images) et des prototypes jusqu’à 20 Mbps (pour la vidéo) sont en cours de développement.

Comment le Wi-R se compare-t-il aux autres techniques de communication en champ proche ?

Les principaux produits de communication en champ proche disponibles sur le marché sont NFC et NFMI. La communication en champ proche (NFC) est une communication à très courte portée, généralement utilisée pour le paiement, etc. L’induction magnétique en champ proche (NFMI) est une version à plus longue portée de NFC et a été couramment utilisée pour connecter un écouteur à un autre pour relayer l’audio pour une lecture synchrone dans les deux oreilles.

NFC et NFMI utilisent tous deux des champs magnéto-quasistatiques (MQS), créant une bulle magnétique pour la communication. Ils font circuler le courant dans un inducteur ou une bobine pour créer des champs magnétiques qui sont captés par un autre inducteur ou bobine couplé à proximité. La transparence des humains aux champs magnétiques n’offre pas d’avantage particulier en limitant la portée à quelques cm pour le NFC et crée une perte de canal élevée pour les distances plus longues pour le NFMI. De plus, la gamme est similaire entre l’humain et loin de l’humain. Enfin, pour obtenir une faible perte de canal, ces techniques MQS doivent souvent utiliser la résonance, ce qui conduit à des canaux à bande étroite et donc à de faibles débits de données (~ 600 Kbps en NFMI) et à une énergie plus élevée (~ 5 nJ/b).

Inversement, le Wi-R peut être considéré comme le double du NFMI, qui utilise une petite quantité de champs EQS et bénéficie d’une conductivité modérée et d’une permittivité élevée d’une structure pour confiner le signal sur la structure conductrice, c’est-à-dire que les signaux sont présents dans toute la structure. mais pas loin d’elle. Cela conduit également à la possibilité de créer des canaux à large bande ou à large bande, conduisant à des débits de données élevés (jusqu’à 20 Mbps) et à une efficacité énergétique extrême (<0,1 nJ/b).

Spécifications techniques Wi-R par rapport aux autres sans fil

Comparaison entre le Wi-R et d’autres technologies

Tableau 1 : Comparaison entre différentes technologies sans fil dont le Wi-R. Les chiffres pour d’autres technologies telles que NFMI ont été signalés à partir de :

https://www.futureelectronics.com/fr/resources/get-connected/2017-06/future-electronics-near-field-magnetic-induction

Que permet le Wi-R qui n’est pas possible aujourd’hui ?

Les capacités de transformation du Wi-R permettent des applications limitées par l’imagination (et la physique) des concepteurs. Certaines des caractéristiques importantes sont :

  • Communiquez avec le toucher : combinez le toucher, l’intention et la communication en une seule action transparente
  • Appareils intelligents sans appairage : Fini les soucis d’appairage. Il est prêt dès que vous le mettez
  • Sélectivité tactile : transférez les contacts d’un simple coup de poing
  • Plusieurs appareils portables synchronisés : Imaginez jusqu’à 25 trackers de mouvements corporels
  • Ultra-basse énergie : IA distribuée en temps réel toute la journée
  • Haut débit : Diffusez des vidéos depuis un casque AR vers un smartphone
  • Physiquement sécurisé : couche de sécurité supplémentaire pour les données ou les actions sensibles
  • Interférence interhumaine négligeable : Augmente la capacité de communication dans un espace avec plusieurs humains, chacun ayant plusieurs appareils portables
  • Patchs sans charge : L’énergie de détection est généralement faible pour de nombreuses applications. Les besoins en énergie de communication et en puissance de pointe constituent généralement le goulot d’étranglement. Le Wi-R ouvre la porte à des correctifs durables et même sans charge pour de nombreuses applications à faible vitesse en réduisant l’énergie de communication de 100x
  • Informatique distribuée dans BAN : Augmenter les humains avec l’IA en temps réel

Pourquoi une technologie similaire n’a-t-elle pas été utilisée auparavant ?

Bien qu’il y ait eu des groupes de travail BAN et PAN et de nombreuses recherches sur la communication du corps humain, la plupart des approches, sinon toutes, ont tenté d’apporter des techniques radio sans fil traditionnelles pour résoudre ce problème, limitant les avantages pouvant être obtenus de ces approches. En particulier, en utilisant des techniques de type radio avec des champs EQS, la perte de canal était auparavant prohibitive.

Les radios ont été inventées pour communiquer dans le vide et par voie hertzienne. Cependant, ils ne sont pas les plus efficaces lorsqu’ils tentent de conduire sur une structure conductrice à haute permittivité telle que le corps humain, souffrant d’absorption du signal RF et d’échauffement dans certains cas.

Réalisant cette nature unique de communication requise sur une structure conductrice à haute permittivité et compte tenu de l’expérience unique du Dr Shreyas Sen dans l’industrie des E/S sans fil et filaire, lui et son équipe ont apporté une nouvelle approche pour résoudre le problème en utilisant les champs EQS et en créant un canal sans fil filaire qui est fondamental pour tous les avantages réalisables.

Le premier concept est sorti en 2016 et la première démonstration détaillée de la technologie a eu lieu en 2019. Ixana est la première et la seule entreprise à commercialiser cette technologie transformatrice. Nous pensons que le Wi-R est un moment charnière pour BAN et PAN.

Wi-R: Pairing and Contact transfer with touch from ixana.ai on Vimeo.

https://ixana.ai/blogs/Wi-R_Technology_White_Paper.html