Neue Streaming-Technologie spart Strom

Forscher der University of Washington haben gezeigt, dass sie HD-Videos mit bis zu 10'000-mal geringerem Strombedarf kabellos übertragen können. Dazu setzen sie auf die Methode der Rückstreuung, die unter anderem bei manchen RFID-Tags zum Einsatz kommt. Der Ansatz könnte kompakte Sicherheitskameras oder auch Körperkameras, beispielsweise für Sportübertragungen, praktikabler machen, wenn diese letztlich ganz ohne eigene Batterien auskommen.

Rückstreuung (Backscatter) ist eine Methode, bei der ein Gerät Daten übertragt, indem es ein Signal eines anderen Geräts zurückwirft. «Die Leute haben bislang angenommen, dass Backscatter nur für Sensoren mit geringer Datenrate wie Temperaturfühler funktioniert», meint Shyam Gollakota, Leiter des Networks and Mobile Systems Lab an der UW. Doch er und seine Kollegen konnten nun zeigen, dass sich auch HD-Videos per Rückstreuung übertragen lassen – und zwar letztlich in Form unverarbeiteter Rohdaten, die erst vom empfangenen Computer oder Smartphone wirklich zum Video verarbeitet werden.

Das Team hat dazu Pixel einer Kamera direkt mit einer Antenne verbunden. Das System überträgt die Information eines Bildpunkts dann in Form von Pulsen unterschiedlicher Länge, wobei längere Pulse einer grösseren Helligkeit entsprechen. «Das hat eine gewisse Ähnlichkeit damit, wie die Zellen im Gehirn miteinander kommunizieren», meint Joshua Smith, UW-Professsor für Informatik und Elektrotechnik. «Neuronen senden entweder oder sie senden nicht, die Information ist also in der zeitlichen Abfolge der Aktionspotenziale kodiert.»

Ein Prototyp hat testweise YouTube-Videos in Pixelrohdaten konvertiert, die dann ins Rückstreuungssystem gefüttert wurden. So ist es gelungen, ein 720p-Video mit zehn Frames pro Sekunde an ein Gerät in gut vier Metern Entfernung zu übertragen. Dabei ist das System 1000 bis 10'000 Mal energiesparender als herkömmliche Streaming-Technologien. Das Team hat zudem eine Sicherheitskamera mit geringer Auflösung und niedrigem Strombedarf geschaffen, die mit der gleichen Methode 13 Frames pro Sekunde überträgt.

Aktuell braucht das System noch eine kleine Batterie, damit es durchgängig laufen kann. Doch der nächste Schritt ist Smith zufolge, eine kabellose Videokamera zu bauen, die komplett ohne Akku auskommt. Langfristig könnte das die Video- und Medienwelt revolutionieren. «Stellen Sie sich ein Football-Spiel in fünf Jahren vor», zeichnet Smith eine Zukunftsvision. «Es könnten überall winzige HD-Kameras sein, um die Action aufzunehmen: auf den Helmen der Spieler, überall im Stadion. Und man muss sich nicht mal Sorgen darum machen, die Akkus zu laden.»