科学者たちは、大規模なデバイス ネットワーク間で低コストで効率的な通信を可能にする画期的な技術を発表しました。この革新により、産業監視、スマート シティ インフラストラクチャ、農業センサー ネットワークが大幅に改善される可能性があります。
プリンストン大学、ライス大学、ブラウン大学の研究者らは、サブテラヘルツ周波数範囲で動作する低電力でコスト効率の高いバックスキャッタータグシステムを発表し、産業機械間およびそれ以外の通信を一変させる可能性のある驚くべき技術的進歩を発表しました。
この革新的な技術は論文で詳細に説明されている 公表 Nature Communications誌に発表されたこの技術により、電力を大量に消費する信号送信機に頼ることなく、膨大な数のデバイス間で情報を効率的に共有できるようになります。
この新しいシステムは、高周波後方散乱を利用することで、産業環境、スマートシティのインフラストラクチャ、農業におけるリアルタイム監視をサポートし、無線通信機能の大幅な向上を実現します。
「この技術は多くの興味深い場面で応用されるだろうと信じている」とプリンストン大学の電気・コンピュータ工学助教授で主任研究員のヤサマン・ガセムプール氏はニュースで述べた。 リリース「従来の常識に反して、この論文はサブテラヘルツ領域で低電力でスケーラブルな通信が可能であることを示しています。」
コミュニケーションの革命
この技術は、タグと呼ばれる無線デバイスの高度なバージョンです。この新しいタグは、中央のリーダーがセンサー タグに信号を送信し、センサー タグがこの信号をリーダーに反射するプロセスである後方散乱を採用しています。
後方散乱はスマート決済や建物入場カードなどの低周波システムでは存在しますが、サブテラヘルツ周波数で実現可能であることが証明されたのは今回が初めてです。
周波数が高くなると、システムは高速データ伝送をサポートできるようになります。これは、高密度のデバイス ネットワークにとって非常に重要です。この開発により、従来のワイヤレス システムと比較して、電力とインフラストラクチャのコストを大幅に節約できるようになります。
新時代の先端科学技術計算へ昇華
チームは、フェージングが発生しやすく、正確な方向性のある送信を必要とする高周波信号に関して、大きな課題に直面しました。従来のバックスキャッタータグは、すべての方向にエネルギーを送信する単純なアンテナを使用するため、非効率です。
対照的に、この新しいシステムでは、周波数の変化に基づいて信号の方向を自動的に調整する高度なアンテナを使用します。
「リーダーは、タグの正確な位置に光を当てるために細い鉛筆型のビームを形成する必要がありますが、低電力タグは電力を消費せずに同じことを行う必要があります。それが本当の課題です」とガセムプール氏は付け加えた。
広範囲のアプリケーション
これらの進歩は、製造ロボットの状態の監視や製油所のガス漏れの検出など、産業用途にすぐに影響を与える可能性があります。将来的には、この技術はスマートシティや農業ネットワークなどの大規模な展開で重要な役割を果たす可能性があります。
スマートシティでは、タグを交通標識に取り付けて、悪天候でも自動運転車が検出できるようにすることができます。農業では、土壌センサーの広範なネットワークにより、水分レベルや温度に関するデータをリアルタイムで監視できます。
ガセムプール氏は、この論文がさまざまな先進的なアプリケーションにおけるさらなる技術的改善のきっかけとなることを期待している。低コストで信号を増幅する方法を見つけることで、この技術は都市環境全体のセンサーネットワークに電力を供給し、空気の質や交通の流れを監視できるようになるだろう。
この画期的な技術により、低電力で大規模なデータ通信の新たな道が開かれ、より効率的でスケーラブルなワイヤレス システムへの極めて重要な一歩となります。