[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Een mogelijke oplossing voor het kortetermijngeheugenverlies van batterijloze apparaten

From: Ilona van den Brink <I.vandenBrink@xxxxxxxxxx>
To: Ilona van den Brink <I.vandenBrink@xxxxxxxxxx>
Date: Thu, 28 May 2020 08:17:34 +0000

Een mogelijke oplossing voor het kortetermijngeheugenverlies van batterijloze
apparaten
Nieuw systeem maakt het mogelijk dat apparaten de tijd onthouden tijdens korte
stroomonderbrekingen

Onderzoekers streven al decennia naar een betere batterij. Een internationaal
team presenteert nu een bijzondere nieuwe oplossing: helemaal geen batterij.
Onder leiding van de TU Delft en de Amerikaanse Northwestern University hebben
onderzoekers een nieuw systeem ontworpen en ontwikkeld waarmee batterijloze
apparaten tijdens korte stroomonderbrekingen de tijd kunnen onthouden. Hiermee
is een belangrijk probleem opgelost dat het onderzoek op dit gebied belemmerde.

Veel kleine, batterijloze apparaten die onderdeel uitmaken van het Internet of
Things (IoT) zouden kunnen werken op basis van omgevingsenergie, zoals
zonne-energie, kinetische energie en thermische energie. Als deze apparaten op
grote schaal op de markt worden gebracht, belanden er veel minder gebruikte
batterijen op de vuilstort. Batterijloze apparaten hebben echter regelmatig
last van korte stroomonderbrekingen, omdat ze tussen energiebronnen schakelen.

'Uiteraard heeft het weglaten van batterijen gevolgen,' aldus Przemyslaw
Pawelczak (TU Delft), een van de hoofdonderzoekers. 'Het betekent een kleinere
opslagcapaciteit en minder betrouwbaarheid. Daarnaast valt niet altijd te
voorspellen hoeveel energie aan de omgeving kan worden onttrokken.'

'Met dat in het achterhoofd hebben we nu een systeem gebouwd dat
gefragmenteerde actieve periodes aan elkaar rijgt,' vertelt Josiah Hester
(Northwestern University), eveneens een van de hoofdonderzoekers. 'We hebben
een speciaal systeem gebouwd dat betrouwbaar de tijd bijhoudt voor
IoT-apparaten, ook bij een groot aantal stroomonderbrekingen.'

De tijd werkt in ons voordeel
Het bijhouden van de tijd is voor elk computersysteem van groot belang. Het
vormt de basis van vrijwel alle systeemservices en veiligheidsvoorzieningen en
helpt de computer om actieve applicaties te controleren. De meeste mensen
merken echter pas dat het systeem de tijd bijhoudt wanneer dat niet meer
gebeurt.

Iedereen bij wie de stroom weleens is uitgevallen tijdens het gebruik van een
computer weet hoe lastig het kan zijn om het systeem opnieuw op te starten. Dat
kan enkele minuten duren, omdat de computer moet nagaan op welk punt de werking
werd onderbroken en verschillende handelingen moet verrichten. En zelfs als de
computer dan weer werkt, kan er toch niet-opgeslagen werk verloren zijn gegaan.

Als dat iedere keer gebeurt als een klein IoT-apparaat - bijvoorbeeld een
smartwatch, fitnesstracker, beveiligingscamera, slimme thermostaat of medische
sensor - even geen stroom krijgt, dan zijn deze apparaten gewoonweg onbruikbaar.

En dat is het mooie van het systeem van Hester en Pawelczak. Een klein apparaat
houdt altijd de tijd bij, ook als de stroom even wordt onderbroken. Daardoor
kan het snel opnieuw opstarten, zodat je misschien niet eens merkt dat de
stroom werd onderbroken.

'Ons apparaat kan de tijd en status snel reconstrueren op basis van
"broodkruimels" die we hebben achtergelaten voordat de stroom uitviel,' aldus
Hester.

[cid:image001.png@01D634D2.36A50810]
De onderzoekers integreerden hun nieuwe methode voor tijdsregistratie in een op
maat gemaakt software en hardware platform, Botoks genaamd

Geen batterijen meer
Hester en Pawelczak worden gedreven door het grotere doel om het aantal
lithium-ionbatterijen dat elk jaar in het milieu belandt, terug te dringen.
Niet alleen kost de winning van lithium ongelofelijk veel energie en water,
lithium is ook nog eens een zeer brandbare, giftige stof die zelfs in
recyclinginstallaties vlam kan vatten.

Grote techbedrijven schatten momenteel in dat er de komende 50 jaar biljoenen
IoT-apparaten bijkomen. Dat betekent talloze batterijen, die uiteindelijk
allemaal worden weggegooid.

'Het spreekt eigenlijk voor zich dat we batterijloze systemen ontwikkelen die
energie aan de omgeving onttrekken, gezien de milieueffecten van batterijen,'
aldus Pawelczak. 'We weten niet hoeveel apparaten er precies bij zullen komen,
maar niemand twijfelt eraan dat het aantal enorm zal zijn. Daarnaast bevat
steeds meer consumentenelektronica batterijen. Deze batterijen moeten weer
worden vervangen en vervolgens gerecycled, en daarom moeten we een systeem
ontwikkelen dat de koolstofvoetafdruk van elektronica verkleint.'

'Als we tot een visie op duurzaam computergebruik willen komen, moeten we op
een andere manier gaan nadenken over het ontwerp van deze systemen,' voegt
Hester daaraan toe. 'Onze technologie zal van invloed zijn op het ontwerp van
de volgende generatie apparaten, waardoor een IoT ontstaat dat praktisch,
schaalbaar en bruikbaar is.'

Meer informatie
Hester en Pawelczak presenteerden hun werk dit voorjaar virtueel tijdens de
jaarvergadering van Architectural Support for Programming Languages and
Operating Systems (ASPLOS). Het team presenteerde twee papers: Een waarin de
hardware wordt beschreven van het nieuwe circuit dat de tijd
bijhoudt<https://zenodo.org/record/3563082#.Xmv0QS2ZNUM> en een waarin wordt
aangetoond dat het circuit kan worden gebruikt om apparaten met batterijen
batterijloos te maken<https://zenodo.org/record/3612620#.Xmv0Wy2ZNUM>. Bekijk
de presentaties: Reliable timekeeping for intermittent computing
https://www.youtube.com/watch?v=iUWablXdDCA en Time-sensitive intermittent ;
computing meets legacy software https://www.youtube.com/watch?v=-TGqel_aDm4.

Pawelczak is als universitair docent verbonden aan het Embedded Software Lab
van de TU Delft. Hester is universitair docent informatica en elektro- en
computertechniek aan de McCormick School of Engineering van de Northwestern
University.

Lees het achtergrondartikel 'Intermittent computing vervangt biljoenen
batterijen':
https://www.tudelft.nl/stories/articles/intermittent-computing-vervangt-biljoenen-batterijen
Lees het persbericht op de website van Northwestern University:
https://news.northwestern.edu/stories/2020/05/solving-battery-free-devices-short-term-memory-loss<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__news.northwestern.edu_stories_2020_05_solving-2Dbattery-2Dfree-2Ddevices-2Dshort-2Dterm-2Dmemory-2Dloss&d=DwMGaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=uav2c3tlT1B1NbuQRMJTdqXs9EOr4JhXt0P3DUWCBzs&m=mJKAARtgG_1Ogcj8L8SpstVCz2LXWiJr2zLX30SZFx4&s=A3HOwtv-UkXv3cxQ7O3bMj1_3nID2w60BhrDAolNDy0&e=>
Contactinformatie: Dave Boomkens (communicatieadviseur faculteit
Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica),
D.J.Boomkens@xxxxxxxxxx<mailto:D.J.Boomkens@xxxxxxxxxx>, +31 6 40287577.

U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
http://platformwetenschapscommunicatie.nl/
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.

[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Een mogelijke oplossing voor het kortetermijngeheugenverlies van batterijloze apparaten

Other related posts: