‘Internet de la Luz’ integra iluminación, comunicación y ministración

Cuando se trata de eficiencia y calidad, los diodos emisores de luz (LED) son el MVP de la tecnología de iluminación actual. Un equipo de investigadores chinos está utilizando mejoras LED recientes como trampolín para lanzar una red de iluminación más interconectada.

En su estudio publicado el 30 de septiembre de 2022 en Redes Inteligentes y Convergentespropusieron el concepto de una Internet de la Luz que interactúa con la Internet de las Cosas para mejorar la salud y el bienestar humanos al proporcionar servicios de información.

«A medida que las personas pasan más y más tiempo en interiores, es absolutamente necesario proporcionar una red de iluminación que ofrezca iluminación inteligente junto con servicios de información mediante la combinación de tecnologías de la información con tecnologías de la comunicación», dijo Jian Song, profesor de ingeniería electrónica de la Universidad de Tsinghua.

Dado que el LED está basado en silicio, puede facilitar la integración profunda de las redes de iluminación con diferentes mecanismos de control electrónicos e inteligentes a bajo costo. Además del control de iluminación, los investigadores de las áreas de tecnología de la información y la comunicación (TIC) han demostrado la viabilidad de algo llamado comunicación de luz visible (VLC), que transmite información mediante la modulación de la intensidad de la luz LED. Esta forma de comunicación podría soportar simultáneamente servicios de información como localización, transmisión de datos e incluso terapia óptica sin causar fatiga visual ni daños.

«El rápido progreso en las áreas relacionadas de las TIC y las ciencias humanas nos motivó a proponer la idea de Internet of Light (IoL) como plataforma y desarrollar sus funcionalidades clave», dijo Song.

Para integrar IoL con redes de iluminación ubicuas, los investigadores combinaron sensores, módulos de comunicación y unidades de procesamiento inteligente en lámparas LED individuales para formar un «nodo» y adoptaron tecnologías de telecomunicaciones, como comunicaciones por línea eléctrica (PLC) y comunicaciones inalámbricas 5G como medio de comunicación. redes.

Una red de sensores IoL compuesta por nodos de detección especialmente diseñados puede recopilar información como la intensidad de la luz, el color, el nivel de gas peligroso, objetos en movimiento y más.

Las aplicaciones de este tipo de IoL incluyen hogares de ancianos «inteligentes» donde se puede ubicar a un residente por razones de seguridad o se puede detectar a tiempo una fuga de gas en la cocina. Los ajustes automáticos en la intensidad de la luz o el color pueden personalizar un entorno cómodo según las preferencias del usuario o como un medio para realizar una terapia óptica.

Para acomodar estas funcionalidades de manera eficaz y eficiente, los investigadores desarrollaron algoritmos y realizaron experimentos de hardware para demostrar el rendimiento del sistema para la entrega de datos a alta velocidad. Esto incluyó experimentar con un diseño VLC de alineación de haz en tiempo real que puede ajustar rápidamente la dirección de la fuente de luz emisora ​​según la posición del usuario.

Los investigadores investigaron la optimización de recursos bajo diferentes limitaciones, como los servicios de comunicación y ubicación para asignar diferentes frecuencias y potencia, así como la comunicación y la iluminación para cumplir con una variedad de requisitos de iluminación, incluida la intensidad y la uniformidad.

«Dado que tanto los servicios de comunicación como los de posición serán realizados por las redes de iluminación, la optimización de la asignación de energía es fundamental», dijo Hui Yang, profesor de ingeniería electrónica de la Universidad de Tsinghua.

Para respaldar aplicaciones como la transmisión de video y el posicionamiento en tiempo real, los investigadores están explorando algoritmos de programación que pueden adaptarse a los estrictos requisitos de tiempo de una estación base y minimizar la latencia.

Estudios previos demostraron que la luz se puede utilizar para tratar ciertas dermatosis o enfermedades neurodegenerativas, mostrando la posibilidad de un tratamiento óptico no intrusivo. El equipo exploró esta posibilidad diseñando un experimento de irradiación estroboscópica de luz con frecuencia de parpadeo de luz LED.

«Los resultados preliminares de nuestra investigación confirmaron la relación entre la estimulación de la luz y la reacción humana por la señal de actividad electrodérmica y otros métodos», dijo Xiaofei Wang, profesor de ingeniería electrónica de la Universidad de Tsinghua. «Esto demuestra que una plataforma IoL posiblemente puede regular las emociones humanas y la actividad cerebral al controlar la frecuencia de parpadeo de la fuente de luz de manera inteligente y automática».

En pasos futuros, los investigadores planean integrar tecnologías individuales en un entorno como un centro de enfermería, que podría beneficiarse de la detección inteligente, las comunicaciones y la optimización con limitaciones de recursos, según el estudio.

La combinación de iluminación y entorno crea un sistema altamente interactivo, complejo y dinámico con una gran discrepancia y una gran diversidad para las personas individuales”, dijo Luoxi Hao, profesor de la Facultad de Arquitectura y Planificación Urbana de la Universidad de Tongji. “Las ventajas de la percepción en tiempo real , la respuesta instantánea y la interconexión de información fluida respaldada por IoL seguramente pueden desempeñar un papel importante para hacer realidad un concepto de iluminación centrado en el ser humano».

Proporcionado por Prensa de la Universidad de Tsinghua