Batterijloze GameBoy draait onbeperkt op zonne-energie en druk (video)

Het spelen op de Engage is verre van ideaal, omdat het scherm piepklein is en het apparaat een paar keer per minuut uitschakelt om stroom te besparen. De creatie laat echter wel zien dat batterijvrij IoT mogelijk is.

Intermittent computing draait om veerkracht. Dankzij de snelle ontwikkelingen in dit vakgebied kunnen miljarden laagvermogen Internet of Things apparaten het in de toekomst zonder batterij stellen. Ze winnen hun energie geleidelijk uit de omgeving en zullen, ondanks dat ze tot wel honderd keer per seconde uitvallen, hun taken naar behoren uitvoeren. Dit brengt behoorlijk wat uitdagingen met zich mee, zoals accuraat geheugenbeheer en het nauwkeurig bijhouden van de verstreken tijd. Tot nu toe is het succesvol toegepast bij kleine sensoren voor wetenschappelijk gebruik.

In een eerste verkennende stap richting consumententoepassingen hebben de onderzoekers een batterijloze en faalbestendige kloon gemaakt van de 8-bit Nintendo Game Boy, een van de meest populaire draagbare spelcomputers ooit. Hun energiebewuste spelplatform Engage heeft de vorm en omvang van de originele Game Boy, met aan de voorkant enkele zonnepanelen. Met het indrukken van de knoppen is de gebruiker een tweede bron van energie. Het platform emuleert de oorspronkelijke Game Boy processor. Hoewel dit nogal wat rekenkracht vergt, en daarmee extra energie, kan hierdoor elk populair retro-spel afgespeeld worden, direct vanaf de oorspronkelijke cartridge.

Weg met traditionele savegame bestanden

Om tot een acceptabele speeltijd te komen tussen de keren dat het apparaat uitvalt, moesten de onderzoekers de hardware en software van het systeem vanaf de grond af aan herontwerpen, zodat het zowel energiebewust als energie-efficiënt was. Ze hebben ook een nieuwe techniek ontwikkeld om de actieve staat van het systeem zo efficiënt mogelijk naar het permanente geheugen te schrijven, en weer terug zodra er voldoende energie is om verder te spelen. De savegames van traditionele spelplatforms zijn hierdoor overbodig omdat de speler verder speelt vanaf het exacte moment dat het apparaat uitviel – zelfs als dit midden in een sprong is tijdens een platformspel als Super Mario Land.

Lichten aan, geluid uit

Op een niet al te bewolkte dag, en voor spelletjes waarbij je als gebruiker redelijk aan de knoppen zit, zijn de spelonderbrekingen beperkt tot minder dan een seconde voor elke tien seconden spelen. De onderzoekers vinden dit acceptabel voor sommige spellen – waaronder Schaken, Solitaire en Tetris – maar zeker niet voor alle (actie)spellen. Bij minder lichtinval gaat ook de gebruikerservaring achteruit. Dat de spellen geen geluid hebben, is een beperking die voorkomt dat je er helemaal in kan opgaan. ‘Het is een open onderzoeksvraag hoe je ondanks regelmatig uitvallen toch van geluid kan genieten,’ zegt Jasper de Winkel, een van de onderzoekers.

Bewustzijn verhogen

Er is nog een lange weg te gaan voordat de state-of-the-art draagbare spelcomputers zoals we die nu kennen het zonder batterij kunnen stellen. Het ENGAGE-spelplatform is een eerste stap in die richting. Natuurlijk is het een leuke gadget, maar het is vooral ontwikkeld om de aandacht te vestigen op de vele open vragen die er, naast geluid, nog zijn bij het toepassen van intermittent computing in het domein van continue interactie met de gebruiker. Het platform kan bijvoorbeeld een rol spelen bij het onderzoeken van de interactiviteit tussen mens en intermittent systeem. Het belangrijkste motief voor de batterijloze Game Boy is echter het verminderen van onze afhankelijkheid van batterijen. Batterijen zijn duur, gevaarlijk voor het milieu en ze moeten uiteindelijk worden vervangen om te voorkomen dat gehele apparaten op de afvalberg eindigen. Gamen vermindert stress en verveling bij mensen, intermittent computing vermindert de milieu-impact van gamen.