Analiza potencjału metamateriałów w sieciach bezprzewodowych
Łączność bezprzewodowa stanowi kręgosłup nowoczesnego społeczeństwa, ponieważ umożliwia komunikację, dostęp do informacji i przeprowadzanie transakcji finansowych. „W ciągu ostatniej dekady sieci bezprzewodowe rozwijały się w niezwykłym tempie”, zauważa koordynator projektu META WIRELESS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Stefano Buzzi z Uniwersytetu Cassino i Południowego Lacjum(odnośnik otworzy się w nowym oknie) we Włoszech. „W miarę zbliżania się do ery 6G łączność nie będzie polegać tylko na łączeniu ludzi z Internetem, ale także na tworzeniu zupełnie nowych usług, które staną się podstawą innowacji, dobrobytu społecznego i wzrostu gospodarczego”.
Przyszłość czekająca sieci 6G
Projekt META WIRELESS, wspierany przez program działań „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i koordynowany przez Krajowe Międzyuczelniane Konsorcjum Telekomunikacyjne(odnośnik otworzy się w nowym oknie), miał na celu zbadanie praktycznych zastosowań w kontekście przyszłych sieci 6G. „Latem 2019 r. dziedzina komunikacji bezprzewodowej wchodziła w nową, ekscytującą fazę”, wyjaśnia Buzzi. „Metamateriały – w tym zwłaszcza rekonfigurowalne inteligentne powierzchnie (RIS) – dopiero zaczęły być uważane za transformacyjne technologie kształtowania i kontrolowania środowiska radiowego. Postanowiliśmy przeanalizować ich potencjał”. Metamateriały(odnośnik otworzy się w nowym oknie) mogą być wykorzystywane do powlekania przedmiotów lub umieszczane na fasadach budynków, gdzie umożliwiają dostosowanie odpowiedzi elektromagnetycznej środowiska bezprzewodowego. Projekt miał ponadto na celu budowanie potencjału poprzez szkolenie nowego pokolenia badaczy zdolnych do rozwijania tej dziedziny. Do projektu META WIRELESS pozyskano 15 utalentowanych absolwentów studiów magisterskich z całego świata i zapisano ich do ustrukturyzowanego, multidyscyplinarnego programu doktoranckiego prowadzonego przez wiodące instytucje europejskie. Projekt bazował na dwóch uzupełniających się filarach, dotyczących technicznych celów badawczych i dedykowanych celów szkoleniowych. W obszarze badawczym skupiono się na badaniu potencjału RIS i metamateriałów w sieciach bezprzewodowych. Szkolenia objęły z kolei warsztaty na temat rzetelności badań, pisania tekstów naukowych, sporządzania patentów i przedsiębiorczości.
Korzyści płynące z technologii RIS
Ważnym osiągnięciem projektu było opracowanie otwartego symulatora(odnośnik otworzy się w nowym oknie) do systemów bezprzewodowych zasilanych przez RIS, co dało społeczności badawczej wspólną platformę do testowania i porównywania nowych pomysłów. Przygotowano także teoretyczne podstawy RIS poprzez stworzenie bardziej wyrafinowanych modeli matematycznych. Opracowano prototypy sprzętu, wypełniając lukę między modelami a praktycznym zastosowaniem. „W miarę postępu w realizacji projektu obszar badawczy szybko ewoluował”, mówi Buzzi. „Obecnie uwaga skupia się na zaawansowanych architekturach RIS, takich jak poza-diagonalne RIS, ułożone inteligentne metapowierzchnie i aktywne RIS. Koncepcje te nie były pierwotnie przewidziane, gdy po raz pierwszy opracowaliśmy wniosek w 2019 r., ale zostały one dokładnie zbadane”. Równie ważne było wskazanie odpowiednich przypadków użycia, w których technologia RIS może przynieść wyraźne korzyści. „Tu wyróżniają się dwa obiecujące kierunki”, dodaje Buzzi. „Pierwszym z nich jest wykorzystanie RIS w dużych obiektach, takich jak lotniska, centra handlowe lub zakłady przemysłowe, gdzie mogą one rozszerzyć zasięg i poprawić łączność bez konieczności rozbudowy infrastruktury. Drugim jest ich integracja z systemami antenowymi w celu stworzenia zaawansowanych architektur hybrydowych”.
Zwiększanie zainteresowania badawczego RIS
Projekt META WIRELESS walnie przyczynił się do zwiększenia zainteresowania badaniami w tej dziedzinie. „Od czasu uruchomienia projektu liczba badań nad RIS wzrosła wykładniczo”, mówi Buzzi. „Projekt META WIRELESS odegrał tu ważną rolę”. Buzzi zauważa, że równie ważne jest znaczenie dla ludzi. Zaangażowani w projekt młodzi naukowcy pracują obecnie w przemyśle lub w środowisku akademickim jako badacze z tytułem doktora, a większość z nich pozostaje w Europie. „Kilku beneficjentów wzięło udział w kolejnych inicjatywach, w tym projektach INTEGRATE i ISLANDS”, dodaje Buzzi. „Ta integracja talentów i wspieranie długoterminowych więzi międzyludzkich jest być może najtrwalszym osiągnięciem projektu”.
