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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
Views 2,037,446

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実証する
for the first time in publicパブリック
公の場での初公開となりますが
00:12
that it is possible可能 to transmit送信する a videoビデオ
簡単に入手できる標準的なLEDから
00:16
from a standard標準 off-the-shelf既製品 LED lampランプ
パソコンに接続された太陽電池へと
00:20
to a solar太陽 cell細胞 with a laptopラップトップ
acting演技 as a receiver受信機.
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-FiWi-Fi involved関係する,
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かもしれない wonderワンダー, what's the pointポイント?
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ポイント is this:
要点はこうです
00:35
There will be a massive大規模
extension拡張 of the Internetインターネット
インターネット技術を広く普及させ
00:38
to close閉じる the digitalデジタル divide分ける,
デジタルデバイドをなくし
00:41
and alsoまた、 to allow許す for what we call
"The Internetインターネット of Things" --
しかも「モノのインターネット(IoT)」
つまり
00:43
tens数十 of billions何十億 of devicesデバイス
connected接続された to the Internetインターネット.
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見る, suchそのような an extension拡張
of the Internetインターネット 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ほぼ energy-neutralエネルギーニュートラル.
エネルギー中立でなければ
成り立ちません
00:55
This means手段 we need to use existing既存の
infrastructureインフラ as much as possible可能.
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太陽 cell細胞
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実証済み for the first time,
2011年のTEDの場で
01:08
at TEDTED in 2011,
初めてお見せしたのが
01:11
Li-FiLi-Fi, or Light Fidelityフィデリティ.
Li-Fi つまり高性能光通信技術です
01:13
Li-FiLi-Fi uses用途 off-the-shelf既製品 LEDsLED
to transmit送信する dataデータ incredibly信じられないほど fast速い,
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また、 in a safe安全 and secure安全な manner方法.
安全かつ確実に行うことができます
01:21
Dataデータ is transported運ばれた 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コードされた in subtle微妙 changes変更
of the brightness輝度.
光によって伝えられます
01:28
If we look around,
we have manyたくさんの LEDsLED 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リッチ infrastructureインフラ
of Li-FiLi-Fi transmittersトランスミッタ 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遠い, we have been usingを使用して
special特別 devicesデバイス -- small小さい photo写真 detectors検出器,
今までは コード化された信号を
受信するのに
01:41
to receive受け取る the information情報
encodedコードされた in the dataデータ.
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また、 use
existing既存の infrastructureインフラ
Li-Fiの光信号を受信するのに
01:50
to receive受け取る dataデータ from our Li-FiLi-Fi lightsライト.
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太陽 cells細胞 and solar太陽 panelsパネル.
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太陽 cell細胞 absorbs吸収する light
and converts変換する it into electrical電気 energyエネルギー.
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太陽 cell細胞
to charge電荷 our mobileモバイル phone電話.
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思い出す
さて データはLEDの明るさの
02:13
that the dataデータ is encodedコードされた in subtle微妙 changes変更
of the brightness輝度 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到着 light fluctuates変動する,
入射した光がわずかに変化すると
02:21
so does the energyエネルギー harvested収穫した
from the solar太陽 cell細胞.
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手段 we have
a principal主要な mechanism機構 in place場所
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受け取る information情報 from the light
and by the solar太陽 cell細胞,
基本的な仕組みが
あるということです
02:32
because the fluctuations変動
of the energyエネルギー harvested収穫した
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対応する to the dataデータ transmitted送信された.
関連付けられているということです
02:41
Of courseコース the question質問 is:
問題は
02:43
can we receive受け取る very fast速い and subtle微妙
changes変更 of the brightness輝度,
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そのような as the onesもの transmitted送信された
by our LED lightsライト?
検知することが出来るのかということです
02:50
And the answer回答 to that is yes, we can.
答えはイエス 可能です
02:54
We have shown示された in the lab研究室
実験室において
02:58
that we can receive受け取る up to 50
megabytesメガバイト per〜ごと second二番
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標準, off-the-shelf既製品 solar太陽 cell細胞.
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もっと早く than most最も
broadbandブロードバンド connections接続 these days日々.
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ショー you in practice練習.
実際にお見せしましょう
03:11
In this boxボックス is a standard標準,
off-the-shelf既製品 LED lampランプ.
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標準,
off-the-shelf既製品 solar太陽 cell細胞;
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接続された to the laptopラップトップ.
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また、 we have an instrument計器 here
また太陽電池で生成されたエネルギーを
03:28
to visualize視覚化する the energyエネルギー
we harvest収穫 from the solar太陽 cell細胞.
可視化する装置もあります
03:31
And this instrument計器 showsショー
something at the moment瞬間.
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太陽 cell細胞 already既に
harvests収穫 light from the ambient周囲 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スイッチ 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単に, only switchスイッチ on the light,
しばらくの間
03:45
for a moment瞬間,
スイッチを入れてみるだけです
03:48
and what you'llあなたは notice通知 is that
the instrument計器 jumpsジャンプする 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太陽 cell細胞, for a moment瞬間,
太陽電池は
03:54
is harvesting収穫 energyエネルギー
from this artificial人工的な light sourceソース.
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順番 it off, we see it drops落ちる.
スイッチを切れば 針は元通り
04:00
I turn順番 it on ...
またスイッチを入れれば…
04:03
So we harvest収穫 energyエネルギー with the solar太陽 cell細胞.
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活性化する
the streamingストリーミング of the videoビデオ.
次に動画を再生してみましょう
04:08
And I've done完了 this
by pressing押す this buttonボタン.
再生ボタンを押しました
04:15
So now this LED lampランプ here
is streamingストリーミング a videoビデオ
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変化 the brightness輝度 of the LED
in a very subtle微妙 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認識する 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変更
are too fast速い to recognize認識する.
変化の速度があまりにも速いからです
04:29
But in order注文 to prove証明する the pointポイント,
この仕組みで通信が行なわれていることを
04:33
I can blockブロック the light of the solar太陽 cell細胞.
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通知
the energyエネルギー harvesting収穫 drops落ちる
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ビデオ stops停止 as well.
動画の再生も止まりました
04:43
If I remove除去する the blockage閉塞,
the videoビデオ will restart再起動.
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)
(拍手)
04:49
And I can repeat繰り返す that.
もう一度やってみましょう
04:55
So we stop the transmission送信 of the videoビデオ
and energyエネルギー harvesting収穫 stops停止 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ショー that the solar太陽 cell細胞
acts行為 as a receiver受信機.
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想像する that this LED lampランプ
is a street通り 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シミュレートする fog,
霧をシミュレートするために
05:14
and that's why I brought持ってきた
a handkerchiefハンカチ with me.
ハンカチを持参しました
05:16
(Laughter笑い)
(笑)
05:19
And let me put the handkerchiefハンカチ
over the solar太陽 cell細胞.
ハンカチで太陽電池を覆うと
05:20
First you notice通知
ご覧の通り
05:25
the energyエネルギー harvested収穫した drops落ちる, as expected期待される,
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ビデオ still continues続ける.
しかし動画は止まることなく
再生しています
05:31
This means手段, despite何と the blockage閉塞,
つまり 覆いがあっても
05:34
there's sufficient十分 light coming到来 throughを通して
the handkerchiefハンカチ to the solar太陽 cell細胞,
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太陽 cell細胞 is ableできる to decodeデコード
and streamストリーム that information情報,
太陽電池は情報を読み取って
動画を―
05:41
in this case場合, a high-definition高解像度 videoビデオ.
この場合 HD動画を再生できます
05:46
What's really important重要 here is that
a solar太陽 cell細胞 has become〜になる a receiver受信機
大事な点は 太陽電池が
05:51
for high-speed高速 wireless無線 signalsシグナル
encodedコードされた 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維持する its primary一次 function関数
as an energy-harvestingエネルギー収穫 deviceデバイス.
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可能
ですから
06:05
to use existing既存の solar太陽 cells細胞
on the roofルーフ of a hut小屋
小屋の屋根に設置されている
太陽電池を
06:08
to act行為 as a broadbandブロードバンド receiver受信機
近くの丘にあるレーザー基地―
06:12
from a laserレーザ station on a close閉じる by hill,
or indeed確かに, lampランプ post役職.
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問題
where the beamビーム hitsヒット the solar太陽 cell細胞.
太陽電池の種類は問いません
06:19
And the same同じ is true真実
窓に埋め込まれた
06:23
for translucent半透明 solar太陽 cells細胞
integrated統合された into windows,
透明な太陽電池でも構いませんし
06:24
solar太陽 cells細胞 integrated統合された
into street通り furniture家具,
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確かに, solar太陽 cells細胞 integrated統合された
into these billions何十億 of devicesデバイス
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インターネット of Things.
太陽電池でもいいのです
06:36
Because simply単に,
端的に言えば
06:38
we don't want to charge電荷
these devicesデバイス regularly定期的に,
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悪化する, replace置き換える the batteries電池
everyすべて few少数 months数ヶ月.
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示された this in publicパブリック.
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研究室 demonstrationデモンストレーション,
まだ実験室での試みで
06:50
a prototypeプロトタイプ.
プロトタイプですが
06:52
But my teamチーム and I are confident自信を持って
that we can take this to market市場
我々のチームはきっと2~3年以内に
06:54
within以内 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希望 we will be ableできる to contribute貢献する
to closing閉鎖 the digitalデジタル divide分ける,
デジタルデバイドを無くし
何十億もの装置の
07:00
and alsoまた、 contribute貢献する
インターネット接続に
07:05
to connecting接続する all these billions何十億
of devicesデバイス to the Internetインターネット.
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なし causing原因
しかもエネルギー消費の
07:10
a massive大規模 explosion爆発
of energyエネルギー consumption消費 --
爆発的増加させることもありません
07:11
because of the solar太陽 cells細胞,
quiteかなり the opposite反対の.
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)
(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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