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:
Readability: 4.4
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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。
Harald Haas - Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I would like to demonstrate
for the first time in public
for the first time in public
0
579
3445
公の場での初公開となりますが
00:16
that it is possible to transmit a video
1
4048
4071
簡単に入手できる標準的なLEDから
00:20
from a standard off-the-shelf LED lamp
2
8143
4309
パソコンに接続された太陽電池へと
00:24
to a solar cell with a laptop
acting as a receiver.
acting as a receiver.
3
12476
5160
動画を送信できるシステムを
ご紹介したいと思います
ご紹介したいと思います
00:30
There is no Wi-Fi involved,
it's just light.
it's just light.
4
18478
2591
Wi-Fi技術を用いず
光だけによる通信です
光だけによる通信です
00:33
And you may wonder, what's the point?
5
21093
2834
それってどういうこと？
と思われるかもしれません
と思われるかもしれません
00:35
And the point is this:
6
23951
1744
要点はこうです
00:38
There will be a massive
extension of the Internet
extension of the Internet
7
26399
2676
インターネット技術を広く普及させ
00:41
to close the digital divide,
8
29099
2810
デジタルデバイドをなくし
00:43
and also to allow for what we call
"The Internet of Things" --
"The Internet of Things" --
9
31933
4181
しかも「モノのインターネット(IoT）」
つまり
つまり
00:48
tens of billions of devices
connected to the Internet.
connected to the Internet.
10
36138
3166
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
インタネット接続を広めようというものです
00:51
In my view, such an extension
of the Internet can only work
of the Internet can only work
11
39328
4031
私の考えでは
このようなインターネットの拡大は
このようなインターネットの拡大は
00:55
if it's almost energy-neutral.
12
43383
2347
エネルギー中立でなければ
成り立ちません
成り立ちません
00:58
This means we need to use existing
infrastructure as much as possible.
infrastructure as much as possible.
13
46173
4832
つまり 既存のインフラを
最大限に活用することです
最大限に活用することです
01:03
And this is where the solar cell
and the LED come in.
and the LED come in.
14
51497
4937
ここに太陽電池とLEDの
活用の場が見出されます
活用の場が見出されます
01:08
I demonstrated for the first time,
15
56959
2318
2011年のTEDの場で
01:11
at TED in 2011,
16
59301
1965
初めてお見せしたのが
01:13
Li-Fi, or Light Fidelity.
17
61290
1984
Li-Fi つまり高性能光通信技術です
01:15
Li-Fi uses off-the-shelf LEDs
to transmit data incredibly fast,
to transmit data incredibly fast,
18
63781
5995
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
驚異的な速度のデータ通信を
01:21
and also in a safe and secure manner.
19
69800
2292
安全かつ確実に行うことができます
01:25
Data is transported by the light,
20
73402
2881
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
コード化することによって
01:28
encoded in subtle changes
of the brightness.
of the brightness.
21
76307
3125
光によって伝えられます
01:32
If we look around,
we have many LEDs around us,
we have many LEDs around us,
22
80390
3564
周りを見渡してみると
多くのLEDがありますが
多くのLEDがありますが
01:35
so there's a rich infrastructure
of Li-Fi transmitters around us.
of Li-Fi transmitters around us.
23
83978
4661
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
インフラが豊富にあることを意味します
01:41
But so far, we have been using
special devices -- small photo detectors,
special devices -- small photo detectors,
24
89393
5239
今までは コード化された信号を
受信するのに
受信するのに
01:46
to receive the information
encoded in the data.
encoded in the data.
25
94656
3682
特別な装置である 小型の光受信機を
使ってきました
使ってきました
01:50
I wanted to find a way to also use
existing infrastructure
existing infrastructure
26
98940
3892
Li-Fiの光信号を受信するのに
01:54
to receive data from our Li-Fi lights.
27
102856
3006
既存のインフラを利用したいと
私は考えました
私は考えました
01:58
And this is why I have been looking into
solar cells and solar panels.
solar cells and solar panels.
28
106426
4114
そこで 太陽電池やソーラーパネルに
注目したわけです
注目したわけです
02:03
A solar cell absorbs light
and converts it into electrical energy.
and converts it into electrical energy.
29
111016
5128
太陽電池は光を吸収し
電気エネルギーへと変換します
電気エネルギーへと変換します
02:08
This is why we can use a solar cell
to charge our mobile phone.
to charge our mobile phone.
30
116549
4986
こうやって太陽電池で
携帯電話の充電ができます
携帯電話の充電ができます
02:13
But now we need to remember
31
121559
1406
さて データはLEDの明るさの
02:14
that the data is encoded in subtle changes
of the brightness of the LED,
of the brightness of the LED,
32
122989
6231
微妙な変化としてコード化されるので
02:21
so if the incoming light fluctuates,
33
129244
3349
入射した光がわずかに変化すると
02:24
so does the energy harvested
from the solar cell.
from the solar cell.
34
132617
2931
太陽電池で生成されたエネルギーも
微妙に変化します
微妙に変化します
02:28
This means we have
a principal mechanism in place
a principal mechanism in place
35
136579
3509
太陽電池を用いて
光に組み込まれたデータを受信する
光に組み込まれたデータを受信する
02:32
to receive information from the light
and by the solar cell,
and by the solar cell,
36
140112
6110
基本的な仕組みが
あるということです
あるということです
02:38
because the fluctuations
of the energy harvested
of the energy harvested
37
146246
2775
生成されたエネルギーの変動が
送信されたデータに
送信されたデータに
02:41
correspond to the data transmitted.
38
149045
2118
関連付けられているということです
02:43
Of course the question is:
39
151934
2126
問題は
02:46
can we receive very fast and subtle
changes of the brightness,
changes of the brightness,
40
154084
4160
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
極めて速く かつ微妙な光の変動を
02:50
such as the ones transmitted
by our LED lights?
by our LED lights?
41
158268
3810
検知することが出来るのかということです
02:54
And the answer to that is yes, we can.
42
162641
3504
答えはイエス 可能です
02:58
We have shown in the lab
43
166637
1779
実験室において
03:00
that we can receive up to 50
megabytes per second
megabytes per second
44
168440
3482
標準的かつ簡単に手に入る太陽電池を用いて
03:03
from a standard, off-the-shelf solar cell.
45
171946
2435
毎秒50メガビットのデータが受信できました
03:06
And this is faster than most
broadband connections these days.
broadband connections these days.
46
174921
3627
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
ブロードバンド通信よりも速い速度です
03:11
Now let me show you in practice.
47
179437
3310
実際にお見せしましょう
03:17
In this box is a standard,
off-the-shelf LED lamp.
off-the-shelf LED lamp.
48
185095
4388
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
LEDランプが入っています
03:23
This is a standard,
off-the-shelf solar cell;
off-the-shelf solar cell;
49
191193
2575
これが標準的で簡単に入手可能な
太陽電池で
太陽電池で
03:25
it is connected to the laptop.
50
193792
2183
ラップトップコンピュータに接続されています
03:28
And also we have an instrument here
51
196949
2320
また太陽電池で生成されたエネルギーを
03:31
to visualize the energy
we harvest from the solar cell.
we harvest from the solar cell.
52
199293
3778
可視化する装置もあります
03:35
And this instrument shows
something at the moment.
something at the moment.
53
203095
2798
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
あることを示しています
03:37
This is because the solar cell already
harvests light from the ambient light.
harvests light from the ambient light.
54
205917
4281
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
エネルギーを生み出しているからです
03:43
Now what I would like to do first
is switch on the light,
is switch on the light,
55
211102
2840
では はじめに
ランプのスイッチを入れてみましょう
ランプのスイッチを入れてみましょう
03:45
and I'll simply, only switch on the light,
56
213966
2106
しばらくの間
03:48
for a moment,
57
216096
2108
スイッチを入れてみるだけです
03:50
and what you'll notice is that
the instrument jumps to the right.
the instrument jumps to the right.
58
218228
3994
受信機の針が右に振れるのが
ご覧になれますね
ご覧になれますね
03:54
So the solar cell, for a moment,
59
222904
1690
太陽電池は
03:56
is harvesting energy
from this artificial light source.
from this artificial light source.
60
224618
3522
人工的な光源から
エネルギーを生成しています
エネルギーを生成しています
04:00
If I turn it off, we see it drops.
61
228540
3278
スイッチを切れば 針は元通り
04:03
I turn it on ...
62
231842
1183
またスイッチを入れれば…
04:05
So we harvest energy with the solar cell.
63
233049
2719
太陽電池でエネルギーを
生成することができました
生成することができました
04:08
But next I would like to activate
the streaming of the video.
the streaming of the video.
64
236586
5323
次に動画を再生してみましょう
04:15
And I've done this
by pressing this button.
by pressing this button.
65
243418
2324
再生ボタンを押しました
04:17
So now this LED lamp here
is streaming a video
is streaming a video
66
245766
4723
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
ほんの僅かに変化させることで
04:22
by changing the brightness of the LED
in a very subtle way,
in a very subtle way,
67
250513
4132
動画の信号を送っていますが
04:26
and in a way that you can't
recognize with your eye,
recognize with your eye,
68
254669
2498
人間の目ではこれを検知することはできません
04:29
because the changes
are too fast to recognize.
are too fast to recognize.
69
257191
3256
変化の速度があまりにも速いからです
04:33
But in order to prove the point,
70
261384
2399
この仕組みで通信が行なわれていることを
04:35
I can block the light of the solar cell.
71
263807
3145
証明するために
太陽電池の光をさえぎってみましょう
太陽電池の光をさえぎってみましょう
04:40
So first you notice
the energy harvesting drops
the energy harvesting drops
72
268087
3223
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
すぐに分ります
04:43
and the video stops as well.
73
271334
1692
動画の再生も止まりました
04:45
If I remove the blockage,
the video will restart.
the video will restart.
74
273050
3656
障害物を取り除くと
動画の再生も再開します
動画の再生も再開します
04:49
(Applause)
75
277357
6229
(拍手)
04:55
And I can repeat that.
76
283610
2333
もう一度やってみましょう
04:57
So we stop the transmission of the video
and energy harvesting stops as well.
and energy harvesting stops as well.
77
285967
5251
ビデオの再生もエネルギーの生成も
止まります
止まります
05:03
So that is to show that the solar cell
acts as a receiver.
acts as a receiver.
78
291242
4408
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
動作していることを示します
05:08
But now imagine that this LED lamp
is a street light, and there's fog.
is a street light, and there's fog.
79
296079
5384
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
霧がかっている場面を想像しましょう
05:14
And so I want to simulate fog,
80
302106
2303
霧をシミュレートするために
05:16
and that's why I brought
a handkerchief with me.
a handkerchief with me.
81
304433
2743
ハンカチを持参しました
05:19
(Laughter)
82
307200
1432
(笑)
05:20
And let me put the handkerchief
over the solar cell.
over the solar cell.
83
308656
3960
ハンカチで太陽電池を覆うと
05:25
First you notice
84
313905
1628
ご覧の通り
05:27
the energy harvested drops, as expected,
85
315557
4197
エネルギーは低下します
思ったとおりです
思ったとおりです
05:31
but now the video still continues.
86
319778
2578
しかし動画は止まることなく
再生しています
再生しています
05:34
This means, despite the blockage,
87
322769
2619
つまり 覆いがあっても
05:37
there's sufficient light coming through
the handkerchief to the solar cell,
the handkerchief to the solar cell,
88
325412
3881
十分な光がハンカチを透過して
太陽電池に届き
太陽電池に届き
05:41
so that the solar cell is able to decode
and stream that information,
and stream that information,
89
329317
5515
太陽電池は情報を読み取って
動画を―
動画を―
05:46
in this case, a high-definition video.
90
334856
2604
この場合 HD動画を再生できます
05:51
What's really important here is that
a solar cell has become a receiver
a solar cell has become a receiver
91
339040
5563
大事な点は 太陽電池が
05:56
for high-speed wireless signals
encoded in light,
encoded in light,
92
344627
3815
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
基本的な機能を果たしながら
06:00
while it maintains its primary function
as an energy-harvesting device.
as an energy-harvesting device.
93
348466
4816
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
高速無線通信の受信器となっていることです
06:05
That's why it is possible
94
353872
2419
ですから
06:08
to use existing solar cells
on the roof of a hut
on the roof of a hut
95
356315
3857
小屋の屋根に設置されている
太陽電池を
太陽電池を
06:12
to act as a broadband receiver
96
360196
2493
近くの丘にあるレーザー基地―
06:14
from a laser station on a close by hill,
or indeed, lamp post.
or indeed, lamp post.
97
362713
4376
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
ブロードバンド受信機として使うことができます
06:19
And It really doesn't matter
where the beam hits the solar cell.
where the beam hits the solar cell.
98
367605
3695
太陽電池の種類は問いません
06:23
And the same is true
99
371647
1178
窓に埋め込まれた
06:24
for translucent solar cells
integrated into windows,
integrated into windows,
100
372849
3793
透明な太陽電池でも構いませんし
06:28
solar cells integrated
into street furniture,
into street furniture,
101
376666
3532
街角にある器具に取り付けられた
太陽電池でもよく
太陽電池でもよく
06:32
or indeed, solar cells integrated
into these billions of devices
into these billions of devices
102
380222
4543
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
このような装置に取り付けられた
06:36
that will form the Internet of Things.
103
384789
2076
太陽電池でもいいのです
06:38
Because simply,
104
386889
1158
端的に言えば
06:40
we don't want to charge
these devices regularly,
these devices regularly,
105
388071
2491
このような装置を
定期的に充電するのは面倒ですし
定期的に充電するのは面倒ですし
06:42
or worse, replace the batteries
every few months.
every few months.
106
390586
2975
電池を数か月ごとに交換することは
もっと面倒です
もっと面倒です
06:46
As I said to you,
107
394418
1730
先に申し上げたように
06:48
this is the first time
I've shown this in public.
I've shown this in public.
108
396172
2318
これを公開するのは
今回が初めてです
今回が初めてです
06:50
It's very much a lab demonstration,
109
398514
2055
まだ実験室での試みで
06:52
a prototype.
110
400593
1203
プロトタイプですが
06:54
But my team and I are confident
that we can take this to market
that we can take this to market
111
402276
3294
我々のチームはきっと２～３年以内に
06:57
within the next two to three years.
112
405594
1991
市場に出すことができると考えています
07:00
And we hope we will be able to contribute
to closing the digital divide,
to closing the digital divide,
113
408251
5293
デジタルデバイドを無くし
何十億もの装置の
何十億もの装置の
07:05
and also contribute
114
413568
1198
インターネット接続に
07:06
to connecting all these billions
of devices to the Internet.
of devices to the Internet.
115
414790
2945
役立てることができたらと
願っています
願っています
07:10
And all of this without causing
116
418370
1525
しかもエネルギー消費の
07:11
a massive explosion
of energy consumption --
of energy consumption --
117
419919
2452
爆発的増加させることもありません
07:14
because of the solar cells,
quite the opposite.
quite the opposite.
118
422395
2222
逆の効果をもった太陽電池のおかげです
07:16
Thank you.
119
424641
1153
有難うございました
07:17
(Applause)
120
425818
5182
(拍手)
ABOUT THE SPEAKER
Harald Haas - Communications technology innovatorHarald 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."
Harald Haas | Speaker | TED.com