Endloses Spielvergnügen: Forscher entwickeln ersten Batterie-freien Game Boy

Eine tragbare Spielkonsole, die nie geladen werden muss und unbegrenztes Spielen ermöglicht, könnte der schlimmste Alptraum von Eltern sein. Aber dieser Game Boy ist nicht nur ein Spielzeug. Er ist ein leistungsstarker Beweis, der von Forschern der Northwestern University und der Technischen Universität Delft (TU Delft) in den Niederlanden entwickelt wurde.

Anstelle von Batterien, die kostspielig und umweltschädlich sind und letztlich auf der Mülldeponie landen, nutzt das Gerät Kondensatoren. Geladen werden diese von der Sonne – und vom Benutzer. Dank dieser Fortschritte könnten Spiele ewig dauern, sodass die Batterie weder umständlich aufgeladen noch  irgendwann entsorgt werden muss.

Die Teams werden die Forschung virtuell auf der UbiComp 2020, einer großen Konferenz im Bereich der interaktiven Systeme, am 15. September präsentieren.

Vollständige Kompatibilität mit originalen Game-Boy Spielen

„Nachhaltiges Spielen wird Realität werden, und wir haben einen großen Schritt in diese Richtung gemacht. Indem wir die Batterie komplett entsorgt haben“, sagte Przemyslaw Pawelczak von der TU Delft. „Es ist das erste batterielose interaktive Gerät, das die Energie aus den Aktionen des Benutzers gewinnt“, ergänzte Josiah Hester von Northwestern, der die Forschungsarbeiten gemeinsam mit Pawelczak leitete. „Wenn Sie einen Knopf drücken, wandelt das Gerät diese Energie in etwas um, das ihre Spiele antreibt.

Die energiebewusste Spielplattform der Forscher (ENGAGE) hat die Größe und den Formfaktor des ursprünglichen Game Boy, ist aber mit einer Reihe von Solarzellen rund um den Bildschirm ausgestattet. Das Drücken von Knöpfen durch den Benutzer ist eine zweite Energiequelle. Und obwohl diese Lösung viel Rechenleistung und damit Energie erfordert, kann jedes beliebte Retro-Spiel direkt aus der Originalkassette gespielt werden.

Wenn das Gerät zwischen den Energiequellen wechselt, kommt es zu kurzen Leistungsverlusten. Um eine akzeptable Spieldauer zwischen den Stromausfällen zu gewährleisten, entwarfen die Forscher die Systemhardware und -software von Grund auf so, dass sie sowohl energiebewusst als auch sehr energieeffizient sind.

Sie entwickelten auch eine neue Technik zur Speicherung des Systemzustands im nichtflüchtigen Speicher. Dies ermöglicht eine schnelle Wiederherstellung, wenn die Stromversorgung wiederkehrt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, auf „Speichern“ zu drücken, wie es bei traditionellen Plattformen der Fall ist. So kann der Spieler nun das Spiel genau an dem Punkt fortsetzen, an dem das Gerät vollständig Strom verliert – selbst wenn Mario mitten im Sprung ist.

Tetris, Schach und Solitär sind „erst der Anfang“

„Unsere Arbeit ist das Gegenstück zum Internet der Dinge, das viele Geräte mit Batterien enthält“, sagte Hester. „Diese Batterien landen schließlich im Müll. Wenn sie nicht vollständig entladen werden, können sie gefährlich werden. Sie sind schwer zu recyceln. Wir wollen Geräte bauen, die nachhaltiger sind und jahrzehntelang halten können“.

An einem nicht allzu bewölkten Tag und bei Spielen, die zumindest mäßige Klickraten erfordern, dauern Spielunterbrechungen normalerweise weniger als eine Sekunde pro 10 Sekunden Spielzeit. Die Forscher halten dies für ein spielbares Szenario für einige Spiele – einschließlich Schach, Solitaire und Tetris – aber sicherlich noch nicht für alle (Action-)Spiele.

Obwohl es noch ein weiter Weg ist, bis die modernsten Handheld-Spielkonsolen des 21. Jahrhunderts vollständig batterielos werden, hoffen die Forscher, dass ihre Geräte das Bewusstsein für die Umweltauswirkungen der kleinen Geräte, aus denen das Internet der Dinge besteht, schärfen. Batterien sind (meist) teuer, umweltschädlich und müssen irgendwann ersetzt werden, um zu vermeiden, dass das gesamte Gerät auf der Mülldeponie landet.