Inventions - Communication

This page contains various methods to transmit or received information in any format.


Acoustic telegraph [top]

I was reading the story "Despoilers Of The Golden Empire" by Randall Garrett when the author mentioned that the titular empire could transmit news quickly over long distances without horses. This made me list the fast communication methods available for a pre-industrial civilization in this context and lead me to an acoustic equivalent of the optical telegraph, with its corresponding strengths and weaknesses. I based the modern version of the system on existing technologies used for acoustic radar and mechanical audio amplification.

J'étais en train de lire la nouvelle "Despoilers Of The Golden Empire" par Randall Garrett quand l'auteur a mentionné que l'empire en question pouvait transmettre des informations rapidement sur de longues distances sans l'usage de chevaux. Cela m'a fait lister les méthodes de communication rapide disponible pour une civilisation pré-industrielle dans ce contexte et m'a conduit à l'équivalent acoustique du télégraphe optique, avec ses forces et faiblesses correspondantes. J'ai basé la version moderne du système sur des technologies existantes employées pour les radars acoustiques et l'amplification mécanique du son.


Boombox cryptography [top]

I had this half-baked idea after reading on the SIGSALY system developed during WWII, which allowed strongly encrypted conversations via two cypher records on synchronized turntables.

I wondered if we could replicate this system with the kind of dual-cassette boombox popular in the 1980s. I'm not a cryptographer, so the ring modulation frequency mixer circuit that I envision for the symmetric encryption/decryption steps might not be adapted for this purpose.

J'ai eu cette idée farfelue après avoir lu un article sur le système SIGSALY developpé durant la seconde guerre mondiale, qui permettait des conversations fortement chiffrées via deux disques clés sur des platines synchronisées.

Je me suis demandé si on pouvait repliquer ce système sur le type de radio-cassette double-piste populaire durant les années 1980. Je ne suis pas un cryptographe, donc le circuit de modulation en anneau envisagé pour le chiffrement/déchiffrement symmétrique n'est pas forcément adapté pour cet emploi.


Clay tablet printer [top]

The (literally) half-baked idea comes from an excellent lecture on cuneiform by Pr. Irving Finkel. He remarked that future archeologists will have more information on the Sumerians than of our current civilization, because clay tablets are more durable than hard drives. My first reaction was that we could print important info on archival paper, which should last longer than electronics. But could we print directly on clay ?

The printing mechanism is based on dot-matrix printers and the drying/baking part on continuous reflow ovens used to solder multiple circuits boards at once. Electronics are still needed at least to interface with a computer, but a fully mechanical clay 3D printer has already been constructed.

Cette idée littéralement à moitié-cuite provient d'une excellente conférence sur le cunéiforme par Pr. Irving Finkel. Il remarquait que de futures archéologues auront accès à davantage d'information sur les Sumériens que sur notre civilisation actuelle, parce que les tablettes d'argile sont plus durables que les disques durs. Ma première réaction était que l'on peut imprimer les informations importantes sur du papier d'archivage, qui devrait durer plus longtemps que de l’électronique. Mais pourrait-on imprimer directement sur de l'argile ?

Le mécanisme d’impression est basé sur les imprimantes à aiguilles et la portion séchage/cuisson s'inspire des fours à reflux continus utilisés pour souder des composants sur de multiples circuits imprimés à la fois. De l'électronique est encore nécessaire au moins pour interfacer l'imprimante avec un ordinateur, mais une imprimante 3D à argile complètement mécanique a déjà été construite.


Compact mechanical TV [top]

This concept is an improvement on early mechanical television systems developed in the 1930s. They used the Nipkow disk, which allows for a simple image scanning apparatus but becomes very cumbersome with any reasonable image size.

With concentric cylinders, the size of the TV is only about twice the size of the image height or width. The cylinders' rotation axis can be horizontal or vertical depending of application. The main drawback is the large outward forces imposed on the cylinders by their rapid rotation, with RPM = nb_lines*framerate*60 for the line scan cylinder.

Le concept ci-dessous est une amélioration des systèmes de télévision mécanique développés dans les années 1930. Ils utilisaient le disque de Nipkow qui permet de construire un système de capture d'image simple mais devient vite encombrant pour une taille d'image raisonnable.

Avec des cylindres concentriques, la taille de la télévision n'est qu'environ deux fois celle de l'image. Les cylindres peuvent être placés à l'horizontal ou la verticale selon les besoins du système. Le principal inconvénient est la force centrifuge imposée aux cylindres par leur rotation rapide. Le nombre de tours par minute est égal à nombre_lignes * taux_de_rafraîchissement * 60 pour le cylindre de balayage de ligne.


Continuous oscillating film projection [top]

This concept borders on alternative history : what if motion picture film was projected continuously, with the current line oscillating up and down, instead of one image at a time ? I imagined three methods of continuous projection, each with its advantages and weaknesses.

Ce concept est à la limite de l'histoire alternative : et si les films argentiques étaient projetés de manière continue, avec la ligne courante oscillant de bas en haut, plutôt qu'une image à la fois ? J'ai imaginé trois méthodes de projection continue, chacune avec ses avantages et faiblesses.


Electrochromic printer [top]

Consumer-grade printing is plagued by the price of consumables, either printer ink or toner. This prompted me to conceive a iodine-based printer but Simplifier's experiments on electrographic paper provided another avenue for ideas. I just rearranged the three main components of his system according to two of the most common printing techniques.

Les imprimantes grand public sont pénalisées par le prix des consommables, notamment l'entre ou le toner. Cette situation m'avait poussé à concevoir une imprimante à base d'iode mais les expériences de Simplifier sur du papier électro-chromique m'ont fourni d'autres idées. J'ai juste réarrangé les trois composants principaux de son système selon deux des techniques d'impression les plus communes.


Flame-powered radio transmitter [top]

Some time ago I found the homepage of Nyle Steiner, a tinkerer and radio amateur who researched homemade semiconductors by putting various metals in an oxidizing flame. He created various flame-powered devices like a triode amplifier, a corona oscillator and a copper oxide thermoelectric generator.

So I though about combining several of these elements to create a very basic radio transmitter, but please note that my knowledge about electronics is rudimentary and the diagram here is likely incorrect.

Il y a quelque temps, j'ai trouvé le site personnel de Nyle Steiner, un bricoleur et radio amateur qui a fait des recherches sur des semi-conducteurs fait-maison en plaçant différents métaux dans une flamme oxydante. Il a créé plusieurs dispositifs actionnés par une flamme, comme une triode amplifiante, un oscillateur à effet corona et un générateur thermoélectrique à base d'oxyde de cuivre.

Donc j'ai pensé à combiner plusieurs de ces éléments pour créer un transmetteur radio très basique, mais mes connaissances en électronique sont rudimentaires et le diagramme est probablement incorrect.


Iodine-based ionjet printer [top]

I really like to solve someone's engineering problems on the fly using just my head, but unfortunately I rarely have the occasion.

This concept dates from my years in engineering school : while visiting an innovation fair, I discussed with two design students who wanted to create a more ecological printer. They had a laser-cut chassis, but not the printing mechanism. Remembering a recent NASA presentation for a iodine-fueled ion propulsion system for cubesats, I proposed a printer based on it and a microplasma discharge reactor seen at a nearby lab.

J'aime beaucoup essayer de résoudre de tête un problème d’ingénierie pour quelqu'un d'autre, mais j'en ai rarement l'occasion.

Le concept suivant date de mes années en école d'ingénieur : en visitant une foire d'innovation, j'ai discuté avec deux étudiants en design voulant créer une imprimante écologique. Ils avaient un châssis en bois couplé au laser, mais pas de mécanisme d'impression. Me rappelant une présentation récente de la NASA sur un système de propulsion ionique pour cubesats employant l'iode, je leur ai proposé un système similaire miniature basé sur un générateur de microplasma vu dans l'un des labos du campus.


Laser-based communicating badge-holder [top]

This concept comes from a weird dream : a special forces squad must execute a raid into hell, but the noise and radio interference force them to repurpose laser tag equipment in order to communicate between squad members. I thought about work environnements with similar constraints and so imagined a badge-holder with a voice-modulated laser beam emanating from it. However, this kind of gadget is relatively tame compared to some badges distributed in hacker conventions...

Ce concept vient d'un rêve bizarre : une escouade de forces spéciales doit exécuter un raid en enfer, mais le bruit et les interférences radio les obligent à détourner de l'équipement pour laser tag afin de pouvoir communiquer entre membres de l'escouade. J'ai pensé à des environnements de travail avec des contraintes similaires et donc imaginé un porte-badge avec un faisceau laser modulé par la voix en émanant. Cependant, ce type de gadget est relativement basique comparé à certains badges distribués pour les conventions de hackers...


Lead paint steganography [top]

I recently finished the novel In The Time Of Oharu by David Reese Dorrycott. In it, the titular protagonist hides important information inside her drawings and paintings, an act called steganography. This reminded me of the issue "Âme Rouge" from the Blacksad comic series, where a scientist hides secrets about nuclear weapons in a painting to the USSR, to be deciphered by radiography. This pushed me to refine the process by using two white paints (one lead-based and one non-metallic) to hide the message in the priming layer of a painting.

J'ai récemment fini le roman In The Time Of Oharu par David Reese Dorrycott. La protagoniste éponyme camoufle des informations importantes dans ses dessins et peintures, un acte appelé la stéganographie. Cela m'a rappelé de l'épisode "Âme Rouge" de la série Blacksad, où un scientifique cache des secrets sur les armes nucléaires dans un tableau à destination de l'URSS, pour être déchiffré par radiographie. Cela m'a poussé à raffiner le processus en utilisant deux peintures blanches (une à base de plomb et une non-métallique) pour cacher le message dans la couche de préparation du tableau.


Persistence-of-Vision video-phone [top]

I recently found an interesting long-running blog about analyzing interfaces in science-fiction, this idea being spurned by a post on the video-phone in the 1982 Blade Runner movie. I wanted to solve the gaze correction problem and this lead me (after a tortuous path) to a persistence-of-vision design placing the image capture and display elements on the same rotor. This could have been built in the first half of the 20th century, before the development of digital circuits, although the half-turn delay would require something like the torsion wire delay line memory system.

J'ai trouvé récemment un blog intéressant sur l'analyse des interfaces dans la science-fiction, cette idée étant déclenchée par un poste sur le vidéophone dans le film Blade Runner de 1982. J'ai voulu résoudre le problème de la divergence de regard et cela m'a conduit (après un cheminement tortueux) à un system à persistence de vision qui place les éléments de capture et d'affichage de l'image sur le même rotor. Il aurait pu être construit durant la première moitié du 20ème siècle, avant le développement des circuits numériques, même si le délai d'un demi-tour de rotor nécessiterait quelque chose comme le système de mémoire à torsion de cable.


Two-way radio concealed in tie [top]

James Bond movies contain a lot of gadgets and this radio-tie could fit well into Q's arsenal. The technology needed exists, as shown by the Nagra Credit Card Transmitter. A civilian version of this invention is feasible, with a Bluetooth connexion to a smartphone instead of the radio emitter. The market segment would be employees and businessmen who do not want to be encumbered by a headset or free-hand kit.

Les films de James Bond contiennent de nombreux gadgets et cette cravate-radio s'insérerait bien dans l'arsenal de Q. La technologie nécessaire existe, comme montré par le Nagra Credit Card Transmitter. Une version civile de cette invention est tout à fait possible, avec une connexion Bluetooth vers un téléphone portable à la place de l'émetteur radio. Le segment de marché serait les employés et hommes d'affaires ne voulant pas s'encombrer d'un casque-micro ou kit mains libres.


Wind-up flashlight with two-way radio [top]

This concept is based on the work of a radio-amateur to convert a wind-up flashlight into a Morse code radio emitter. The 500 milliwatts of power from the crank translates into a 700 km range, quite an impressive result from such a simple module.

It would be useful to keep the flashlight function while adding a receiving module to allow two-way communication. Given the limited volume left for batteries, it may be better to replace them with supercapacitors as they have a faster charge and a longer lifetime although with a lower power density and higher self-discharge. To alleviate the need for earphones, I propose using a bone-conduction method based on the Flanagan neurophone in its ultrasonic variant.

Le concept suivant est basé sur le travail d'un radio-amateur pour convertir une torche à manivelle en un émetteur radio à code Morse. Les 500 milliwatts générés par la manivelle donne une portée de 700 km, plutôt impressionnant pour un module aussi simple.

Il serait utile de conserver la fonction torche tout en ajoutant un module receveur pour permettre une communication dans les deux sens. Au vu du volume limité laissé pour les batteries, il vaut mieux les remplacer par des super-condensateurs qui ont une charge plus rapide et une durée de vie plus longue même si leur densité d'énergie et taux d'autodécharge sont moins favorables. Pour éliminer la nécessité d'écouteurs, je propose d'employer une méthode de transmission par conduction osseuse basée sur le neurophone de Flanagan dans sa version ultrasonore.