07:25
TEDGlobal>London

Harald Haas: Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet

ハラルド・ハース: 無線インターネット通信の画期的な新手法

Filmed:

今ある技術を用いて、インフラが整っていない地域に住む40億人以上の人々がインタネットを使えたら? ハラルド・ハースらの研究チームは、簡単に入手できるLEDと太陽電池を使った、光によるデータ通信の新技術を発明しました。これはデジタル・デバイドを解消する鍵となることでしょう。未来のインターネットの様子をご覧ください。

- Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio

I would like to demonstrate
for the first time in public
公の場での初公開となりますが
00:12
that it is possible to transmit a video
簡単に入手できる標準的なLEDから
00:16
from a standard off-the-shelf LED lamp
パソコンに接続された太陽電池へと
00:20
to a solar cell with a laptop
acting as a receiver.
動画を送信できるシステムを
ご紹介したいと思います
00:24
There is no Wi-Fi involved,
it's just light.
Wi-Fi技術を用いず
光だけによる通信です
00:30
And you may wonder, what's the point?
それってどういうこと?
と思われるかもしれません
00:33
And the point is this:
要点はこうです
00:35
There will be a massive
extension of the Internet
インターネット技術を広く普及させ
00:38
to close the digital divide,
デジタルデバイドをなくし
00:41
and also to allow for what we call
"The Internet of Things" --
しかも「モノのインターネット(IoT)」
つまり
00:43
tens of billions of devices
connected to the Internet.
何百億もの機器への
インタネット接続を広めようというものです
00:48
In my view, such an extension
of the Internet can only work
私の考えでは
このようなインターネットの拡大は
00:51
if it's almost energy-neutral.
エネルギー中立でなければ
成り立ちません
00:55
This means we need to use existing
infrastructure as much as possible.
つまり 既存のインフラを
最大限に活用することです
00:58
And this is where the solar cell
and the LED come in.
ここに太陽電池とLEDの
活用の場が見出されます
01:03
I demonstrated for the first time,
2011年のTEDの場で
01:08
at TED in 2011,
初めてお見せしたのが
01:11
Li-Fi, or Light Fidelity.
Li-Fi つまり高性能光通信技術です
01:13
Li-Fi uses off-the-shelf LEDs
to transmit data incredibly fast,
Li-Fiは簡単に入手できるLEDを使い
驚異的な速度のデータ通信を
01:15
and also in a safe and secure manner.
安全かつ確実に行うことができます
01:21
Data is transported by the light,
データは明るさの微妙な変化として
コード化することによって
01:25
encoded in subtle changes
of the brightness.
光によって伝えられます
01:28
If we look around,
we have many LEDs around us,
周りを見渡してみると
多くのLEDがありますが
01:32
so there's a rich infrastructure
of Li-Fi transmitters around us.
これはLi-Fi通信の
インフラが豊富にあることを意味します
01:35
But so far, we have been using
special devices -- small photo detectors,
今までは コード化された信号を
受信するのに
01:41
to receive the information
encoded in the data.
特別な装置である 小型の光受信機を
使ってきました
01:46
I wanted to find a way to also use
existing infrastructure
Li-Fiの光信号を受信するのに
01:50
to receive data from our Li-Fi lights.
既存のインフラを利用したいと
私は考えました
01:54
And this is why I have been looking into
solar cells and solar panels.
そこで 太陽電池やソーラーパネルに
注目したわけです
01:58
A solar cell absorbs light
and converts it into electrical energy.
太陽電池は光を吸収し
電気エネルギーへと変換します
02:03
This is why we can use a solar cell
to charge our mobile phone.
こうやって太陽電池で
携帯電話の充電ができます
02:08
But now we need to remember
さて データはLEDの明るさの
02:13
that the data is encoded in subtle changes
of the brightness of the LED,
微妙な変化としてコード化されるので
02:14
so if the incoming light fluctuates,
入射した光がわずかに変化すると
02:21
so does the energy harvested
from the solar cell.
太陽電池で生成されたエネルギーも
微妙に変化します
02:24
This means we have
a principal mechanism in place
太陽電池を用いて
光に組み込まれたデータを受信する
02:28
to receive information from the light
and by the solar cell,
基本的な仕組みが
あるということです
02:32
because the fluctuations
of the energy harvested
生成されたエネルギーの変動が
送信されたデータに
02:38
correspond to the data transmitted.
関連付けられているということです
02:41
Of course the question is:
問題は
02:43
can we receive very fast and subtle
changes of the brightness,
LEDで送信されたような
極めて速く かつ微妙な光の変動を
02:46
such as the ones transmitted
by our LED lights?
検知することが出来るのかということです
02:50
And the answer to that is yes, we can.
答えはイエス 可能です
02:54
We have shown in the lab
実験室において
02:58
that we can receive up to 50
megabytes per second
標準的かつ簡単に手に入る太陽電池を用いて
03:00
from a standard, off-the-shelf solar cell.
毎秒50メガビットのデータが受信できました
03:03
And this is faster than most
broadband connections these days.
これは今どきのほとんどの
ブロードバンド通信よりも速い速度です
03:06
Now let me show you in practice.
実際にお見せしましょう
03:11
In this box is a standard,
off-the-shelf LED lamp.
この箱には標準的で簡単に手に入る
LEDランプが入っています
03:17
This is a standard,
off-the-shelf solar cell;
これが標準的で簡単に入手可能な
太陽電池で
03:23
it is connected to the laptop.
ラップトップコンピュータに接続されています
03:25
And also we have an instrument here
また太陽電池で生成されたエネルギーを
03:28
to visualize the energy
we harvest from the solar cell.
可視化する装置もあります
03:31
And this instrument shows
something at the moment.
この装置は今も何らかの入力が
あることを示しています
03:35
This is because the solar cell already
harvests light from the ambient light.
太陽電池が周囲の光をひろって
エネルギーを生み出しているからです
03:37
Now what I would like to do first
is switch on the light,
では はじめに
ランプのスイッチを入れてみましょう
03:43
and I'll simply, only switch on the light,
しばらくの間
03:45
for a moment,
スイッチを入れてみるだけです
03:48
and what you'll notice is that
the instrument jumps to the right.
受信機の針が右に振れるのが
ご覧になれますね
03:50
So the solar cell, for a moment,
太陽電池は
03:54
is harvesting energy
from this artificial light source.
人工的な光源から
エネルギーを生成しています
03:56
If I turn it off, we see it drops.
スイッチを切れば 針は元通り
04:00
I turn it on ...
またスイッチを入れれば…
04:03
So we harvest energy with the solar cell.
太陽電池でエネルギーを
生成することができました
04:05
But next I would like to activate
the streaming of the video.
次に動画を再生してみましょう
04:08
And I've done this
by pressing this button.
再生ボタンを押しました
04:15
So now this LED lamp here
is streaming a video
LEDランプは光の明るさを
ほんの僅かに変化させることで
04:17
by changing the brightness of the LED
in a very subtle way,
動画の信号を送っていますが
04:22
and in a way that you can't
recognize with your eye,
人間の目ではこれを検知することはできません
04:26
because the changes
are too fast to recognize.
変化の速度があまりにも速いからです
04:29
But in order to prove the point,
この仕組みで通信が行なわれていることを
04:33
I can block the light of the solar cell.
証明するために
太陽電池の光をさえぎってみましょう
04:35
So first you notice
the energy harvesting drops
するとエネルギーの生成が止まったことは
すぐに分ります
04:40
and the video stops as well.
動画の再生も止まりました
04:43
If I remove the blockage,
the video will restart.
障害物を取り除くと
動画の再生も再開します
04:45
(Applause)
(拍手)
04:49
And I can repeat that.
もう一度やってみましょう
04:55
So we stop the transmission of the video
and energy harvesting stops as well.
ビデオの再生もエネルギーの生成も
止まります
04:57
So that is to show that the solar cell
acts as a receiver.
これは太陽電池が受信機として
動作していることを示します
05:03
But now imagine that this LED lamp
is a street light, and there's fog.
次にLEDランプを街路灯とし
霧がかっている場面を想像しましょう
05:08
And so I want to simulate fog,
霧をシミュレートするために
05:14
and that's why I brought
a handkerchief with me.
ハンカチを持参しました
05:16
(Laughter)
(笑)
05:19
And let me put the handkerchief
over the solar cell.
ハンカチで太陽電池を覆うと
05:20
First you notice
ご覧の通り
05:25
the energy harvested drops, as expected,
エネルギーは低下します
思ったとおりです
05:27
but now the video still continues.
しかし動画は止まることなく
再生しています
05:31
This means, despite the blockage,
つまり 覆いがあっても
05:34
there's sufficient light coming through
the handkerchief to the solar cell,
十分な光がハンカチを透過して
太陽電池に届き
05:37
so that the solar cell is able to decode
and stream that information,
太陽電池は情報を読み取って
動画を―
05:41
in this case, a high-definition video.
この場合 HD動画を再生できます
05:46
What's really important here is that
a solar cell has become a receiver
大事な点は 太陽電池が
05:51
for high-speed wireless signals
encoded in light,
エネルギーを作りだすという
基本的な機能を果たしながら
05:56
while it maintains its primary function
as an energy-harvesting device.
光に埋め込まれた信号による
高速無線通信の受信器となっていることです
06:00
That's why it is possible
ですから
06:05
to use existing solar cells
on the roof of a hut
小屋の屋根に設置されている
太陽電池を
06:08
to act as a broadband receiver
近くの丘にあるレーザー基地―
06:12
from a laser station on a close by hill,
or indeed, lamp post.
実際には街路灯からの信号を受け取る
ブロードバンド受信機として使うことができます
06:14
And It really doesn't matter
where the beam hits the solar cell.
太陽電池の種類は問いません
06:19
And the same is true
窓に埋め込まれた
06:23
for translucent solar cells
integrated into windows,
透明な太陽電池でも構いませんし
06:24
solar cells integrated
into street furniture,
街角にある器具に取り付けられた
太陽電池でもよく
06:28
or indeed, solar cells integrated
into these billions of devices
IoT をなす何十億もある
このような装置に取り付けられた
06:32
that will form the Internet of Things.
太陽電池でもいいのです
06:36
Because simply,
端的に言えば
06:38
we don't want to charge
these devices regularly,
このような装置を
定期的に充電するのは面倒ですし
06:40
or worse, replace the batteries
every few months.
電池を数か月ごとに交換することは
もっと面倒です
06:42
As I said to you,
先に申し上げたように
06:46
this is the first time
I've shown this in public.
これを公開するのは
今回が初めてです
06:48
It's very much a lab demonstration,
まだ実験室での試みで
06:50
a prototype.
プロトタイプですが
06:52
But my team and I are confident
that we can take this to market
我々のチームはきっと2~3年以内に
06:54
within the next two to three years.
市場に出すことができると考えています
06:57
And we hope we will be able to contribute
to closing the digital divide,
デジタルデバイドを無くし
何十億もの装置の
07:00
and also contribute
インターネット接続に
07:05
to connecting all these billions
of devices to the Internet.
役立てることができたらと
願っています
07:06
And all of this without causing
しかもエネルギー消費の
07:10
a massive explosion
of energy consumption --
爆発的増加させることもありません
07:11
because of the solar cells,
quite the opposite.
逆の効果をもった太陽電池のおかげです
07:14
Thank you.
有難うございました
07:16
(Applause)
(拍手)
07:17
Translated by Tomoyuki Suzuki
Reviewed by Takafusa Kitazume

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About the Speaker:

Harald Haas - Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate.

Why you should listen

Imagine using your car headlights to transmit data ... or surfing the web safely on a plane, tethered only by a line of sight. Harald Haas is working on it. He currently holds the Chair of Mobile Communications at the University of Edinburgh, and is co-founder and Chief Scientific Officer of pureLiFi Ltd as well as the Director of the LiFi Research and Development Center at the University of Edinburgh. His main research interests are in optical wireless communications, hybrid optical wireless and RF communications, spatial modulation, and interference coordination in wireless networks.

Haas has long been studying ways to communicate electronic data signals, designing modulation techniques that pack more data onto existing networks. But his latest work leaps beyond wires and radio waves to transmit data via an LED bulb that glows and darkens faster than the human eye can see. His group published the first proof-of-concept results demonstrating that it is possible to to turn commercially available light emitting diode (LED) light bulbs into broadband wireless transmission systems. 

"It should be so cheap that it's everywhere," he says. "Using the visible light spectrum, which comes for free, you can piggy-back existing wireless services on the back of lighting equipment."

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