Conheça a Internet da Luz, que integra iluminação, comunicação e bem-estar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/01/2023

As lâmpadas de LED são transformadas em nós da rede, integrando diversos sensores ao sistema normal de iluminação.
[Imagem: Jian Song; Jintao Wang; Fang Yang; Hongming Zhang; Chao Zhang Department of Electronic Engineering et al. - 10.23919/ICN.2022.0018]

Comunicações por luz

A transmissão de dados por luz, mais conhecida como Li-Fi, está por aí há algum tempo, mas ganhou um impulso novo com a disseminação das lâmpadas de LED na iluminação em geral.

Depois de construir sua própria rede interconectada pela iluminação, uma equipe de pesquisadores chineses acredita ter demonstrado que agora a tecnologia está madura o suficiente para dar um salto de qualidade - e de funcionalidades.

A proposta é simples e direta: uma Internet de Luz, uma rede distribuída de dispositivos inteiramente conectados pelos sistemas de iluminação artificial usados em residências, escritórios e fábricas.

Trabalhando em conjunto com a Internet das Coisas e com a internet tradicional, o conceito promete um novo patamar de integração e novos tipos de serviços.

"Conforme as pessoas passam cada vez mais tempo dentro de casa, é absolutamente necessário fornecer uma rede de iluminação que ofereça iluminação inteligente junto com serviços de informação, combinando tecnologias de informação com tecnologias de comunicação," defende o professor Jian Song, da Universidade Tsinghua.

Sistemas de teste usados pela equipe para desenvolver os primeiros algoritmos da Internet da Luz.
[Imagem: Jian Song et al. - 10.23919/ICN.2022.0018]

IoL, a internet da luz

O grande elemento viabilizar da Internet da Luz (IdL, ou IoL na sigla em inglês para Internet of Light) está no fato de que, sendo baseados em silício, os LEDs facilitam a integração de redes de iluminação com diferentes mecanismos de controle eletrônico e inteligente a um custo muito baixo.

Além do controle de iluminação para oferecer novas funcionalidades, os pesquisadores confirmaram a viabilidade da comunicação por luz visível, que transmite informações modulando a intensidade da luz do LED de um modo que não é perceptível ao olho humano. Essa forma de comunicação pode suportar simultaneamente serviços de informação como localização, transmissão de dados e até mesmo terapia óptica, sem causar fadiga ocular ou danos à saúde.

Para integrar a IoL com sistemas comuns de iluminação, os pesquisadores combinaram sensores, módulos de comunicação e unidades de processamento inteligentes dentro de lâmpadas LED individuais, cada uma passando a funcionar como um nó da rede. Como meio da rede, foram usadas tecnologias de telecomunicações já implantadas, como comunicações sem fio 5G e comunicação via rede elétrica, ou PLC (Power Line Communication).

Para os primeiros testes práticos, cada "lâmpada-nó" recebeu sensores para coletar informações como intensidade de luz, cor, níveis de gases perigosos, temperatura e sensores de movimento. Um aplicativo experimental foi projetado para personalizar o ambiente, tornando-o confortável de acordo com a preferência do usuário. Isto, claro, incluiu fazer o alinhamento do feixe de transmissão da comunicação por luz visível em tempo real para ajustar rapidamente a direção da fonte de luz emissora de acordo com a posição do usuário - o foco do Li-Fi acompanha o usuário pelo ambiente.

Para oferecer suporte a aplicações como transmissão de vídeo e sistema de posicionamento em tempo real, os pesquisadores estão desenvolvendo algoritmos de agendamento, que podem acomodar os rigorosos requisitos de tempo de uma estação base e minimizar a latência.

O ser humano é um elemento central da Internet da Luz, que deve estrear justamente na área de saúde e bem-estar.
[Imagem: Jian Song et al. - 10.23919/ICN.2022.0018]

Aplicações em saúde

Como toda a tecnologia envolve a luz, e o uso da luz como terapia de saúde e bem-estar está crescendo rapidamente, a equipe pretende que sua Internet da Luz estreie justamente nessa área.

"Os resultados preliminares da nossa investigação confirmaram a relação entre a estimulação luminosa e a reação humana por sinal de atividade eletrodérmica e outros métodos," disse Xiaofei Wang, da Universidade de Tsinghua. "Isso demonstra que uma plataforma IoL possivelmente pode regular as emoções humanas e a atividade cerebral controlando a frequência de cintilação da fonte de luz de forma inteligente e automática."

A equipe agora planeja integrar tecnologias individuais em uma instalação de enfermagem, que poderia se beneficiar de sensores inteligentes, comunicações e otimização sob restrições de recursos.

"A combinação de iluminação e ambiente cria um sistema altamente interativo, complexo e dinâmico, com enorme discrepância e grande diversidade para pessoas individuais," disse Luoxi Hao, da Universidade de Tongji. "As vantagens da percepção em tempo real, resposta instantânea e interconexão contínua de informações suportadas pela IoL pode certamente desempenhar um papel importante em trazer um conceito de iluminação centrado no ser humano em realidade."

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