Các nhà sản xuất ô tô có thể mất tới 22.000 USD mỗi phút khi dây chuyền sản xuất ngừng hoạt động. Các thiết bị Internet vạn vật (IoT) có thể giúp giải quyết vấn đề đó bằng cách phát hiện các sự cố của thiết bị trước khi chúng xảy ra, giảm đáng kể chi phí bảo trì, nhưng việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị này là một vấn đề gây cản trở việc áp dụng rộng rãi. Rất nhiều màn hình thiết bị IoT chạy bằng pin, nhưng nhiều cơ sở công nghiệp không muốn sử dụng pin do nguy cơ cháy nổ và chi phí thay pin cũ. Việc thay thế đặc biệt khó khăn nếu thiết bị được đặt ở những vị trí xa, như tàu hoặc cối xay gió.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu ở MIT (Viện Công nghệ Massachusetts) đã tạo ra một máy thu năng lượng dễ lắp đặt để chuyển đổi từ trường xung quanh các dây dẫn thông thường thành năng lượng dự trữ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị IoT tự duy trì. Máy thu năng lượng được kẹp quanh một sợi dây mang dòng điện và sử dụng cảm ứng điện từ để thu năng lượng từ từ trường do dòng điện tạo ra. Năng lượng sau đó được lưu trữ trong các tụ điện trong thiết bị IoT, giải phóng nó khỏi lưới điện và pin.

Theo nghiên cứu của GS. Steven Leeb, chỉ thu thập năng lượng là chưa đủ. Ông nói, thông thường, các thiết bị IoT được chế tạo một cách lạc quan. Các nhà thiết kế cho rằng các thiết bị IoT sẽ luôn lấy đủ năng lượng để hoạt động trong suốt vòng đời của cảm biến và chúng sẽ không bao giờ phải đối mặt với tình huống hết năng lượng hoàn toàn và cần phải dừng hoạt động.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy giải pháp nằm ở việc sử dụng hệ thống quản lý năng lượng để cân bằng cẩn thận nhu cầu của máy thu năng lượng với nhu cầu của cảm biến. Hệ thống thực thi các thuật toán xác định thời điểm cần ưu tiên thu thập năng lượng hoặc thu thập dữ liệu. Các quyết định cụ thể mà thuật toán của hệ thống quản lý năng lượng đưa ra sẽ tùy thuộc vào ứng dụng. Ví dụ một cảm biến theo dõi tình trạng của động cơ bằng cách đo độ rung của động cơ có thể cần ưu tiên thu thập dữ liệu vào những thời điểm cụ thể, chẳng hạn như trong chu kỳ quay chậm của động cơ - ngay cả khi làm như vậy có thể làm cạn kiệt đáng kể năng lượng dự trữ của thiết bị IoT.

Và nếu một thiết bị IoT hết điện hoàn toàn, hệ thống quản lý năng lượng sẽ có cách thực hiện “khởi động nguội” sau khi đã thu đủ điện. Nguyên mẫu của các nhà nghiên cứu có thể làm được điều này vì không cần năng lượng để thu năng lượng từ tính; thiết bị có thể tiếp tục tích tụ năng lượng ngay cả khi tụ điện của nó đã hết. Đồng tác giả nghiên cứu Eric Ponce cho biết, khả năng khởi động nguội đặc biệt quan trọng để xây dựng các hệ thống IoT đáng tin cậy, vì nó đảm bảo rằng hết điện không có nghĩa là thiết bị “chết vĩnh viễn”.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng khả năng khởi động nguội và các thuật toán ưu tiên thu thập năng lượng và thu thập dữ liệu một cách hợp lý là chìa khóa cho các hệ thống IoT có khả năng phục hồi. Họ cũng đã phát triển các hướng dẫn thiết kế bổ sung và hy vọng rằng các nhà phát triển khác sẽ có thể sử dụng tác phẩm của họ làm bản thiết kế và điều chỉnh nó cho phù hợp với các ứng dụng cụ thể của riêng họ. Các nguyên tắc này có thể áp dụng cho mọi thiết bị IoT, bất kể phương pháp thu năng lượng hoặc loại cảm biến.