Concepto de fotocapacador ambiental. Crédito: Universidad de Newcastle
Una colaboración internacional histórica dirigida por la Universidad de Newcastle ha desarrollado el sistema integrado de recolección y recolección de luz más eficiente del mundo para impulsar la inteligencia artificial (IA) autónoma (IA) al borde de Internet de las cosas (IoT).
La tecnología, publicada en la revista Energy & Environmental Science, pionera una plataforma sin baterías y sin mantenimiento para sensores y dispositivos inteligentes de próxima generación, lo que es un cambio transformador hacia una infraestructura inteligente sostenible e inteligente.
En el corazón de este avance se encuentra un innovador fotocapacador de tres terminales, un dispositivo que fusiona una fotovoltaica híbrida de alta eficiencia, un supercondensador de ingeniería molecular y membranas de quitosano con hongos ecológicos en un sistema sin costura.
Esta unidad compacta logra un voltaje de fotarcarga récord de 0.9 V y una eficiencia de carga general del 18% bajo la iluminación interior típica, lo que permite un funcionamiento continuo y sin batería de redes IoT e IA de borde. En las pruebas del mundo real, la plataforma impulsó las tareas de reconocimiento de imágenes con una precisión del 93% a solo 0.8 mJ por inferencia, superando los módulos de silicio comercial por un factor de 3.5 en rendimiento.
La profesora Marina Freitag, Presidenta de Energy, Royal Society University Research Fellow, Newcastle University, que co-concebió y dirigió el proyecto, dijo: “Esta ha sido una idea durante casi una década, que reúne todo, desde ingeniería molecular fundamental hasta aplicaciones de IA de borde real del mundo real.
“Estoy absolutamente encantado de verlo finalmente realizado, no solo como una curiosidad académica, sino como un sistema de trabajo totalmente integrado. Demuestra que solo a través de una colaboración internacional profunda, podemos resolver los desafíos multifacéticos de tecnología inteligente sostenible”.
Un futuro sostenible para miles de millones de dispositivos
Con más de 30 mil millones de dispositivos IoT proyectados para 2030, el desafío de impulsar sistemas ubicuos, inalámbricos e inteligentes, sin la conexión tóxica o la conexión de la red, es uno de los problemas definitorios en tecnología y sostenibilidad.
Este trabajo demuestra una solución viable y de alto rendimiento para entornos interiores, allanando el camino para la infraestructura de energía cero, energía autónoma en hogares, hospitales, fábricas y ciudades. Responde directamente al Objetivo 7 de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas para obtener energía asequible y limpia y podría ayudar a reducir el impacto ambiental de miles de millones de baterías desechables anualmente.
Construyendo las bases para sociedades inteligentes y sostenibles
Las implicaciones se extienden mucho más allá del laboratorio. Esta tecnología cambia el juego para las ciudades inteligentes, la atención médica, la automatización industrial y el monitoreo ambiental, lo que habilita las redes de sensores y dispositivos de borde que requieren cero mantenimiento y tienen un impacto ambiental mínimo. Al unir la ingeniería molecular, los materiales biodegradables, la simulación avanzada e integración de IA del mundo real, el equipo ha establecido un nuevo punto de referencia para lo que es posible cuando la ciencia y la colaboración no conocen fronteras.
El profesor Freitag agrega: “La colaboración es la única forma de abordar los problemas multifacéticos de la tecnología del mañana. Nuestro éxito conjunto no es solo un avance científico, es una plantilla de cómo los equipos globales y interdisciplinarios pueden ofrecer las innovaciones que la sociedad necesita”.
Más información: Natalie Flores Díaz et al, desbloqueando fotocapacadores de alto rendimiento para la computación de borde en entornos de poca luz, energía y ciencias ambientales (2025). Doi: 10.1039/d5ee01052g
Proporcionado por la Universidad de Newcastle
Cita: Nuevo estándar desarrollado para dispositivos IoT habilitados con AI (2025, 28 de abril) recuperado el 28 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-standard-battery-free-ai-enabled.html
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