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Tecnología de vestir

La energía térmica del futuro: probamos la próxima generación de sensores

Matrix Industries quiere encontrar maneras de mantener el mundo conectado del mañana funcionando para siempre mediante fuentes de calor, solares y quizá otras.

Angela Lang/CNET

Estoy en un estacionamiento en Menlo Park, California, observando un pequeño frasco que parece una bocina Amazon Echo con una franja en la parte superior. Se trata de un beacon (esos dispositivos de bajo consumo que emiten una señal), pero no está enchufado a una fuente de alimentación. De hecho, no es alimentado por nada más que no sea la temperatura ambiente. A pesar de eso, se muestra en la pantalla del teléfono, haciendo ping a dispositivos externos.

Esta es una simulación de cómo sería un beacon que se alimenta por sí solo cuando haga su debut en el mundo real: imagínalo viviendo en un remoto sendero, en medio de un denso bosque donde incluso los paneles solares no son una opción. Y, si empresas como Matrix pueden lograrlo, estos sensores autónomos podrían ser el camino para hacer realidad las gigantes redes inteligentes en un futuro superconectado.

La tecnología discutida aquí fue reportada en noviembre por el Wall Street Journal, pero yo viajé para visitar Matrix Industries para ver la tecnología del llamado "polvo inteligente" por mí mismo, porque me fascinan las posibilidades de no tener que volver a cargar pequeños dispositivos. La compañía se enfoca en la energía termoeléctrica para crear una ola de dispositivos y sensores de "recolección de energía" que no necesitan baterías reemplazables. (Sí, la compañía se inspiró para su nombre en las películas The Matrix, que cumplen 20 años este año).

Los inventos más recientes de la compañía prometen un futuro en el que podría haber sensores conectados en las redes inteligentes de las ciudades, que solo funcionen con energía térmica. El pequeño "frasco" es el modelo prototipo de la PowerStation, una batería de todo tipo que puede mantener a un sensor de baja potencia funcionando sin las diferencias de temperatura en las condiciones climáticas diarias.

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Un vistazo a las oficinas de PowerStation en Matrix Industries, en Menlo Park, y una aplicación de teléfono configurada para ver un sensor como un 'beacon' simulado en un museo.

Angela Lang/CNET

Conocí a los fundadores de Matrix Industries, Akram Boukai y Douglas Tham, hace un par de años, cuando Matrix hizo su primer producto, uno muy poco probable: un reloj inteligente alimentado por calor corporal. Ese dispositivo parecía algo imposible en su primer lanzamiento y, sin embargo. usé uno durante semanas y funcionó bien. Ese reloj utilizó pequeñas diferencias de temperatura entre la temperatura de la piel y el aire ambiente para generar un poco de corriente que fue suficiente para alimentar el procesador y la pantalla de bajo consumo del reloj.

La PowerStation es una propuesta diferente, ya que hace cosas similares al reloj inteligente sin necesidad de sentarse sobre una muñeca caliente. Puede absorber las diferencias en la temperatura ambiente, almacenando ese calor a lo largo del tiempo en una sustancia que la compañía llama "Luna Phase Change Material" y liberando la energía térmica más tarde para alimentar un sensor a través de la electricidad, como una batería.

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Una demostración de la PowerStation en un estacionamiento, para hacerme sentir que estaba en una caminata por el campo.

Angela Lang/CNET

¿Cuánta energía? La suficiente para alimentar sensores ambientales para el clima o vibraciones sísmicas, o incluso detectores de humo o cámaras controladas por movimiento, según Matrix. La clave es que el almacenamiento de energía podría usarse en chorros según sea necesario, liberando lo suficiente como para potenciar brevemente las funciones de mayor energía.

"Cualquier tecnología que pueda parecer alta potencia, siempre que esté durmiendo la mayor parte del tiempo, se podría recargar la batería continuamente y mantenerla básicamente con vida", explica Boukai. "Incluso podemos encender las antenas, usar radios que transmiten datos a los satélites, siempre y cuando no lo estés haciendo en tiempo real: tal vez cada cinco minutos, podrías usar la termoeléctrica para hacerlo".

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Matrix espera que la PowerStation cilíndrica sea tan pequeña como este cubo de metal.

Angela Lang/CNET

La PowerStation es un cilindro voluminoso en este momento, pero Matrix está trabajando para reducirlo aún más, a un pequeño cubo de metal a unas pocas pulgadas de lado. Una de estas cajas sería necesaria para cada sensor o beacon, ahora mismo. Matrix afirma que la PowerStation puede funcionar en exteriores de -10 grados a 50 grados centígrados (14 a 122 grados Fahrenheit) y hasta 85 por ciento de humedad en diversas condiciones de temperatura y generar de 1 a 5 voltios. Matrix está trabajando en poner a prueba los sensores en algunas fábricas y otras instalaciones, empezando por una firma de contenedores en Pakistán y con 3M en EE.UU. (3M tiene una inversión en Matrix Industries).

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Una línea de prototipos de Matrix PowerStation, desde un termo convertido (a la izquierda) hasta el tamaño objetivo del cubo de metal (a la derecha).

Angela Lang/CNET

¿Refrigeradores del futuro?

Pasé por delante de un par de paneles metálicos con ventiladores acoplados. Tham me dijo que era un prototipo temprano para una aplicación de enfriamiento rápido de sus termoeléctricos: un contenedor del tamaño de una lata de refresco podría caber en el centro del triángulo y enfriarse en menos de un minuto, como un microondas para el frío. Tham y Boukai prevén que se utilice, tal vez, en futuras estaciones de servicio o máquinas expendedoras para enfriar rápidamente las bebidas según sea necesario sin gastar dinero en refrigeradores más grandes. "Podría ayudar en términos de ahorro de costos, eliminar por completo los compresores voluminosos y sin CFCs", dice Boukai.

La idea de la termoeléctrica no es nueva, pero Matrix afirma que su eficiencia de conversión de energía es lo que hace que funcione en todos los frentes. En una escala más pequeña, eso ha funcionado para su reloj. ¿Funcionará también en dispositivos más grandes y con mayor consumo de energía?

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Matriz, haciendo pruebas de conductividad eléctrica de su material termoeléctrico.

Angela Lang/CNET

Audífonos y relojes podrían funcionar con energía solar

En este momento, la producción de energía de la tecnología de Matrix está limitada de "varios cientos de microwatts a decenas de milivatios", dice Boukai, pero la empresa apunta a mejorar eso. La energía solar es donde Matrix está poniendo la mira y la compañía está desarrollando un nuevo reloj inteligente para combinar la captación de energía solar y calor corporal para demostrar que puede funcionar para impulsar tecnología de mayor potencia.

"Hoy estamos cerca de los Garmins y Suuntos del mundo en términos de características", dice Boukai. "Idealmente, podríamos alimentar un Apple o un Samsung, y la forma en que lo haríamos es incorporando la recolección de energía más allá de la termoeléctrica. Imaginamos termoeléctrica, solar, vibración, tal vez incluso RF, y todas ellas combinadas, en un paquete muy pequeño, creo que puede generar la cantidad de energía requerida por esos dispositivos que consumen mucha energía".

Hacia el final de mi visita, Douglas Tham también dijo que las futuras marcas de relojes podrían terminar usando la tecnología de Matrix. Tham dice que está también la posibilidad de activar audífonos, o incluso equipos y gadgets para auxiliar a personas con problemas de oídos. "No podemos confirmar ni negar que podamos tener un equipo de ese tipo en algún momento ... hay algunos desarrollos muy interesantes en el lado del procesamiento de cosas de las que somos conscientes, y estamos trabajando con esos tipos para encontrar una solución que satisfaga esa necesidad ", dice Tham, aunque no vi ninguna prueba demostrable de que funcionara, aún.

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El reloj de la compañía, PowerWatch X, recibe su energía del calor corporal. La primera versión de este reloj hizo su debut en 2017.

Sarah Tew/CNET

Quiero más cosas que se carguen por sí mismas

No sabía qué esperar de mi visita, y de alguna manera es difícil juzgar cómo funciona todo esto en el mundo real. Pero la visión es fascinante. Durante años, las compañías han prometido vastas redes de sensores inteligentes que tejen nuestro mundo en una galaxia de beacons. Gran parte de ese mundo ya está aquí, pero si nos sumergimos en un futuro habilitado para 5G y RA en el que el mundo real se llena de sensores, ¿cómo van a seguir funcionando? ¿Será por baterías o por una fuente de energía recargable como la energía solar o térmica?

"Tienes estos dispositivos que dependen hoy de las baterías de celda de moneda y si duran o no de seis meses a un año, si realmente deseas crear una ciudad inteligente y deseas implementar millones de estos, será un gasto enorme para ir y reemplazar millones de baterías", dice Boukai. "Creemos que podemos utilizar la captación de energía y la termoeléctrica específicamente para resolver el problema de recarga de la batería, para que puedas implementar tantos sensores como desees y nunca te preocupes más por darles mantenimiento".

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Así es como Matrix fabrica sus materiales de conducción termoeléctrica.

Angela Lang/CNET

Esto podría ser interesante para una creciente ola de sensores de baja potencia necesarios en hogares inteligentes, ciudades inteligentes y un mundo inteligente cada vez más conectado, incluso como una forma de crear beacons para convertir el mundo físico en un paisaje mapeado para la realidad aumentada. O, si se trabajara una gran cantidad de pequeños sensores automáticos de fitness en la ropa y los zapatos (otra área que Matrix insinúa que se debe explorar), podría resolver el problema de la necesidad de cargar la ropa inteligente cuando salimos a hacer ejercicio por ejemplo.

Queda por verse qué tan rápido puede suceder eso. Pero si Matrix, o cualquier otra compañía, puede descifrar ese código, bien podría significar un cambio radical para la tecnología portátil y los sensores inteligentes a medida que el calendario avanza hasta 2020 y más allá.


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