A Princetoni Egyetem kifejlesztett egy rendszert, amely lehetővé teszi, hogy a nagyfrekvenciás jelek kikerüljék az akadályokat, így az adatok még a legzsúfoltabb környezetben is folyamatosan áramolhatnak. A berendezés az ún. Airy-hullámon alapul, amely egy nem diffrakciós hullámforma, amely „elhajlik”, miközben terjed. A kutatók egy speciálisan tervezett metafelületet használtak a hullám irányítására.

Az ultraszéles sávú vezeték nélküli jeleknek van egy gyenge pontjuk: nem látnak át a falakon. Ahogy a mérnökök a terahertz alatti spektrumba törnek előre, hogy kezelni tudják a virtuális valóság és az önvezető járművek hatalmas adatigényét, még egy könyvespolc vagy egy elhaladó ember is blokkolhatja a jelet, ami adatvesztéshez vezet. Úgy tűnik, a kutatók most megoldották, hogy nagyfrekvenciás jelek kikerülhetik az objektumokat, ahelyett, hogy azokról visszapattannának.

Az Airy-hullámot először 1979-ben írták le, és főként a fizikai tulajdonságaikat tanulmányozták. A princetoni csapat egy lépéssel tovább ment: egy neurális hálózatot tanítottak meg arra, hogy valós időben kiválassza az adott környezethez legoptimálisabb sugárzási útvonalat, alkalmazkodva az akadályok megjelenéséhez vagy mozgásához. Lényegében ívelt útvonalakat hoztak létre, amelyeken belül mozognak a jelek. A kutatók szerint a rendszerük óriási előrelépést jelent a szubterahertzes sávban történő adatátvitel felé, amely a jelenlegi vezeték nélküli rendszerek adatforgalmának tízszeresét képes kezelni.

A neurális hálózat képzéséhez a csapat kifejlesztett egy szimulátort, amely számtalan beltéri helyzetet modellezhet anélkül, hogy mindegyiket fizikailag tesztelni kellene. A betanítás után a rendszer hihetetlenül gyorsan alkalmazkodik, és még zsúfolt, folyamatosan változó környezetben is erős kapcsolatokat tart fenn.

A csapat a rendszert olyan kísérleti felállásokban tesztelte, amelyek komplex, valós beltéri környezetet utánoznak. Bár a kísérletek a technológia megértésére és irányítására összpontosítottak, az eredmények arra utalnak, hogy a gyakorlati alkalmazások már elérhető közelségben vannak. Ezek közé tartoznak az ultraszéles sávú VR-rendszerek, a teljesen autonóm járművek és a jövőbeli beltéri vezeték nélküli hálózatok, amelyek hatalmas mennyiségű adatot tudnak megszakítás nélkül továbbítani. 

Borítókép forrása: Princenton University

Forrás: Nature Communication / Interesting Engineering