Έλληνας ερευνητής στον Καναδά δημιούργησε ένα καινοτόμο μετα-υλικό που μπορεί να ενισχύσει κατά πολύ το ασύρματο σήμα Wi-Fi. Ανακλαστήρες φτιαγμένοι από αυτό το υλικό, μπορούν να επιτρέψουν στο φως να μεταδώσει περισσότερα ασύρματα δεδομένα μέσω μίας μόνο συχνότητας.
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο, με επικεφαλής τον καθηγητή Γιώργο Ελευθεριάδη, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Communications», δημιούργησαν μια «έξυπνη» μετα-επιφάνεια που έχει τη δυνατότητα να διπλασιάζει τη χωρητικότητα των υπαρχόντων δικτύων ασύρματης επικοινωνίας. Ανοίγει έτσι ο δρόμος, όπως ανακοίνωσαν, για μια επόμενη γενιά του Wi-Fi.
Ο κ. Ελευθεριάδης και οι συνεργάτες του ευελπιστούν ότι η ιδιότητα του νέου υλικού τους (full-duplex nonreciprocity) θα τύχει ευρείας πρακτικής εφαρμογής και ήδη δημιούργησαν τη νεοφυή εταιρεία LATYS Intelligence με έδρα το Μόντρεαλ, η οποία κατέχει τα εμπορικά δικαιώματα αξιοποίησης της νέας τεχνολογίας. «Είναι κάτι που πράγματι συμβαίνει. Μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια αυτή η τεχνολογία θα υιοθετηθεί», δήλωσε αισιόδοξος ο κ. Ελευθεριάδης.
Τα μετα-υλικά είναι συνθετικές δομές που συντίθενται από «λίθους», που είναι μικρότεροι από τα μήκη κύματος του φωτός, τα οποία μπορούν έτσι να «χειραγωγήσουν». Το χρησιμοποιούμενο υλικό από τους ερευνητές αποτελείται από επαναλαμβανόμενες επιμέρους μονάδες μεγέθους περίπου 20 χιλιοστών. Για τα μήκη κύματος του φωτός που είναι μεγαλύτερα, όπως τα μικροκύματα (τύπος φωτός που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του σήματος της κινητής τηλεφωνίας), αυτό το νέο μετα-υλικό φαίνεται σαν να σχηματίζει ένα ομοιογενές αντικείμενο (δηλαδή μια μετα-επιφάνεια).
Τα μικροκύματα ανακλώνται πάνω σε αυτή την μετα-επιφάνεια, κάνοντας το με ένα ασυνήθιστο τρόπο, καθώς επιδεικνύουν την ιδιότητα της μη αμοιβαίας απόκρισης (nonreciprocity). Όπως εξηγεί ο κ. Ελευθεριάδης, «όταν οδηγείς και κοιτάζεις τον πίσω καθρέφτη, βλέπεις τον οδηγό πίσω σου, ο οποίος μπορεί επίσης να σε δει, επειδή το φως ανακλάται στον καθρέφτη και ακολουθεί το ίδιο μονοπάτι προς τα πίσω. Αυτό που είναι ασυνήθιστο με το nonreciprocity, είναι ότι είναι διαφορετικό το μονοπάτι του κύματος προς τα πίσω. Βασικά, μπορείς να δεις κάποιον, αλλά αυτός δεν μπορεί να σε δει».
Επιπροσθέτως, το νέο μετα-υλικό επιτρέπει την καθοδήγηση και ενίσχυση της εισερχόμενης ακτίνας, πράγμα χρήσιμο σε πολλές εφαρμογές, από την ιατρική απεικόνιση και τα ηλιακά πάνελ μέχρι τις δορυφορικές επικοινωνίες και τη νηπιακή ακόμη τεχνολογία του μανδύα αορατότητας. Μεταξύ άλλων, οι νέες έξυπνες μετα-επιφάνειες μπορούν να φέρουν σημαντική πρόοδο στην ασύρματη επικοινωνία Wi-Fi.
«Στην καθημερινή εμπειρία», λέει ο Ελευθεριάδης, «ένα μικροκύμα που εκπέμπεται από ένα πύργο, φθάνει στο στόχο του, π.χ. σε ένα μόντεμ, και μετά επιστρέφει στον τηλεπικοινωνιακό σταθμό. Αυτό εξηγεί γιατί, όταν κανείς μιλάει στο τηλέφωνο, δεν μιλάει και δεν ακούει στο ίδιο κανάλι. Αν αυτό συνέβαινε, τα σήματα θα μπλέκονταν και δεν θα μπορούσε να ξεχωρίσει κανείς τη φωνή του από τη φωνή του συνομιλητή του».
Η σημερινή τεχνολογία δικτύων πέμπτης γενιάς 5G χρησιμοποιεί μόνο τέτοιες συνδέσεις «half-duplex», στις οποίες το σήμα χρησιμοποιεί ελαφρώς διαφορετικές συχνότητες ή την ίδια συχνότητα αλλά σε ελαφρώς διαφορετικό χρόνο, κάτι που δεν γίνεται αντιληπτό από τον χρήστη. Όμως η νέα πιο εξελιγμένη «full-duplex» αρχιτεκτονική επικοινωνίας που ανέπτυξε η ομάδα του Γ. Ελευθεριάδη, σημαίνει ότι κάποιος μπορεί να μιλάει και να ακούει στο ίδιο κανάλι ταυτόχρονα, μέσα στην ίδια συχνότητα, διπλασιάζοντας έτσι τη χωρητικότητα του συστήματος.
Η δυνατότητα λειτουργίας «full-duplex» υπάρχει σήμερα σε περιορισμένο βαθμό σε στρατιωτικά ραντάρ, αλλά ο τωρινός σχεδιασμός της είναι ακατάλληλος για εμπορικές εφαρμογές, όπως οι συσκευές κινητής τηλεφωνίας, λόγω του όγκου και του ψηλού κόστους του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού στις στρατιωτικές εφαρμογές. «Προτείνουμε έναν τελείως διαφορετικό μηχανισμό» τονίζει ο κ. Ελευθεριάδης, «στον οποίο όλα γίνονται με χρήση τυπωμένων κυκλωμάτων και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων από πυρίτιο όπως τα τρανζίστορ». Ο ίδιος μάλιστα οραματίζεται «την ενσωμάτωση αυτών των μετα-επιφανειών στους τοίχους των κτιρίων». Έτσι, στο μέλλον ακόμη και οι τοίχοι των γραφείων και των σπιτιών μπορεί να παίξουν ζωτικό ρόλο στις δίκτυα Wi-Fi της επόμενης ή μεθεπόμενης γενιάς.
Ο Γ. Ελευθεριάδης είναι απόφοιτος της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ (1988), με διδακτορικό στις τεχνολογίες τηλεπικοινωνιών από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν των ΗΠΑ (1993). Σήμερα είναι καθηγητής του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου του Τορόντο, με ειδίκευση στα νανοϋλικά και ηλεκτρομαγνητικά υλικά και στις εφαρμογές στους, θεωρούμενος διεθνώς πρωτοπόρος στα μετα-υλικά.
Πηγή: ΑΠΕ
Latest News
Γερμανίδα ΥΠΕΞ: Η Ρωσία θα υποστεί συνέπειες για την κυβερνοεπίθεση του 2023
Τον Ιανουάριο του 2023, το Βερολίνο δήλωσε ότι Ρώσοι ακτιβιστές χάκερ έθεσαν εκτός δικτύου αρκετούς γερμανικούς ιστότοπους σε αντίποινα για την απόφασή του να στείλει άρματα μάχης στην Ουκρανία.
Βuyback μετοχών ρεκόρ ύψους 110 δισ. δολ. ανακοίνωσε η Apple
Ελαφρώς καλύτερα από τα αναμενόμενα τα αποτελέσματα τριμήνου
Ρινγκ.. για δύο η Σελήνη – Ίλον Μασκ vs Τζεφ Μπέζος
Η Blue Origin και η SpaceX ιδρύθηκαν και οι δύο στις αρχές του αιώνα από μεγιστάνες της τεχνολογίας
Πρόβλημα με το ξυπνητήρι του iPhone αφήνει... άγρυπνους χιλιάδες χρήστες
Η Apple επιβεβαίωσε την ύπαρξη του προβλήματος και ότι είναι σε γνώση της, χωρίς ωστόσο να διευκρινίσει τι είναι αυτό που το προκαλεί
Η πρώτη γραμμή άμυνας στην κυβερνοασφάλεια είναι οι κωδικοί πρόσβασης
Πως εξισσοροπείται η ευκολία και η ασφάλεια στην ψηφιακή εποχή
Εκατοντάδες απολύσεις στη Google, παρά την ισχυρότερη ανάπτυξή της στη διετία
Η μονάδα που «στοχοποιείται» βρίσκεται πίσω από τα κορυφαία προϊόντα της εταιρείας και την προστασία της διαδικτυακής ασφάλειας των χρηστών
Το 75% των οργανισμών αλλάζουν στρατηγικές για το ανθρώπινο δυναμικό λόγω Generative AI
Έρευνα της Deloitte για το Generative AI διαπιστώνει ότι η υιοθέτησή του προχωρά γρήγορα, αλλά το κλειδί για μεγαλύτερη πρόοδο είναι η πραγματοποίηση οργανωτικών αλλαγών
NASA: Έλαβε για πρώτη φορά μήνυμα με λέιζερ από το βαθύ Διάστημα
Έφτασε με ακραία ταχύτητα από απόσταση 1,5 φοράς μεταξύ Γης και Ήλιου – Η αποστολή στέφθηκε από επιτυχία, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία του νέου συστήματος επικοινωνίας με λέιζερ αντί για ραδιοκύματα
Το TikTok ο νέος «βασιλιάς» των social media – Ποιος είναι ο άντρας πίσω από τη viral εφαρμογή;
Η εφαρμογή επιτρέπει στους χρήστες να δημιουργήσουν μουσική και βίντεο σύντομης διαρκείας.
Νέα επένδυση «μαμούθ» της Microsoft σε υποδομές cloud και AI
Η Microsoft επιθυμεί να επεκτείνει περαιτέρω τις δυνατότητες ανάπτυξης της τεχνητής νοημοσύνης, παγκοσμίως