Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο, με επικεφαλής τον καθηγητή Γιώργο Ελευθεριάδη, 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. «Μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια αυτή η τεχνολογία θα υιοθετηθεί», δήλωσε ο κ. Ελευθεριάδης.
Μεταξύ άλλων, οι νέες έξυπνες μετα-επιφάνειες μπορούν να φέρουν σημαντική πρόοδο στην ασύρματη επικοινωνία Wi-Fi. 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, λόγω του όγκου και του ηψηλού 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.
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). Επιπροσθέτως, το νέο μετα-υλικό επιτρέπει την καθοδήγηση και ενίσχυση της εισερχόμενης ακτίνας.
[ 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.]
ΑΜΠΕ
Μεταξύ άλλων, οι νέες έξυπνες μετα-επιφάνειες μπορούν να φέρουν σημαντική πρόοδο στην ασύρματη επικοινωνία Wi-Fi. 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, λόγω του όγκου και του ηψηλού 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.
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). Επιπροσθέτως, το νέο μετα-υλικό επιτρέπει την καθοδήγηση και ενίσχυση της εισερχόμενης ακτίνας.
[ 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.]
ΑΜΠΕ
No comments :
Post a Comment