Công nghệ 6G biến tường và đường ống thành cảm biến thông minh

Theo báo Bưu điện Hoa Nam Buổi sáng (SCMP), công nghệ này sử dụng một loại siêu bề mặt có thể điều khiển hướng phản xạ của sóng vô tuyến như một tấm gương thông minh. Nhờ đó, tín hiệu được chuyển hướng đến những khu vực khó phủ sóng, giảm các "vùng chết" và đồng thời thực hiện chức năng cảm biến tương tự radar.

Công nghệ này có tên Siêu bề mặt Cảm biến và Truyền thông Tích hợp Phân tán (DISACM), giành giải Vàng tại Triển lãm Phát minh Quốc tế Geneva hồi tháng 3. Kết quả được công bố trực tuyến ngày 14/6. 

Công nghệ được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Đại học Đông Nam tại thành phố Nam Kinh, do Giáo sư Cheng Qiang và Viện sĩ Cui Tiejun - chuyên gia tiên phong trong lĩnh vực siêu vật liệu thông tin - đứng đầu.

DISACM sử dụng các bề mặt có thể lập trình để điều chỉnh cách truyền sóng vô tuyến, giúp cải thiện chất lượng liên lạc, thu thập thông tin về môi trường xung quanh và hỗ trợ xử lý dữ liệu trên cùng một hệ thống.

Trong thử nghiệm tại mô hình thành phố thông minh, nhóm nghiên cứu lắp đặt 10 mô-đun DISACM trên mặt ngoài một tòa nhà. Kết quả cho thấy cường độ tín hiệu tham chiếu nhận được (RSRP) tại các khu vực mất sóng tăng từ 10-20 decibel (dB), đồng thời hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu không dây lên tới 400 megabit/giây. Các mô-đun này cũng có thể giám sát môi trường và đếm lưu lượng người qua lại.

Trong các mạng không dây hiện nay, tường, cột và nhiều vật cản khác thường làm suy giảm hoặc chặn tín hiệu. DISACM khắc phục hạn chế này bằng cách phủ lên các bề mặt một lớp vật liệu điện từ nhân tạo hoạt động như "lớp da thông minh". Khi sóng vô tuyến truyền đến, lớp vật liệu sẽ chủ động điều chỉnh hướng phản xạ, giúp tín hiệu vượt qua các vật cản thay vì bị phản xạ thụ động như thông thường.

Không chỉ cải thiện khả năng truyền tín hiệu, hệ thống còn có thể phân tích những thay đổi rất nhỏ của sóng điện từ khi gặp người hoặc vật thể chuyển động để xác định vị trí, tốc độ và trạng thái của mục tiêu theo thời gian thực. Nhờ đó, một hệ thống duy nhất có thể đồng thời đảm nhiệm chức năng truyền thông và cảm biến.

Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ này đặc biệt phù hợp với các môi trường phức tạp như hầm mỏ, đường hầm hoặc bên trong các tòa nhà lớn - những nơi thường có tín hiệu yếu hoặc mất sóng. Ngoài việc tăng cường kết nối, DISACM còn hỗ trợ định vị và giám sát môi trường theo thời gian thực, giảm nhu cầu sử dụng nhiều thiết bị chuyên dụng riêng lẻ.

Trong các thử nghiệm tại đường hầm mỏ, các mô-đun được tích hợp vào tường hầm và thiết bị đã đạt độ chính xác định vị với sai số dưới 10 cm, đồng thời cải thiện cường độ tín hiệu ở khu vực không có sóng khoảng 20 dB. Nhóm nghiên cứu cho rằng công nghệ này có thể hỗ trợ hiệu quả công tác giám sát an toàn, quản lý nhân sự và liên lạc khẩn cấp trong môi trường ngầm.

Theo SCMP, Viện sĩ Cui Tiejun và cộng sự là những người đầu tiên đề xuất khái niệm "siêu vật liệu thông tin" vào năm 2014, mở ra hướng nghiên cứu mới về điều khiển sóng điện từ bằng công nghệ số.