과학자들은 대규모 장치 네트워크에서 저렴하고 효율적인 통신을 가능하게 하는 획기적인 기술을 공개했습니다. 이 혁신은 산업 모니터링, 스마트 시티 인프라 및 농업 센서 네트워크를 크게 개선할 수 있습니다.
프린스턴 대학, 라이스 대학, 브라운 대학의 연구원들은 테라헤르츠 미만의 주파수 범위에서 작동하는 저전력, 비용 효율적인 백스캐터 태그 시스템을 선보임으로써 산업 기계 간 통신을 비롯한 여러 기계 간 통신을 혁신할 수 있는 놀라운 기술적 혁신을 발표했습니다.
이 혁신적인 기술은 논문에 자세히 설명되어 있습니다. 출판 Nature Communications 저널에 발표된 연구에 따르면, 전력 소모가 많은 신호 송신기에 의존하지 않고도 수많은 장치 간에 정보를 효율적으로 공유할 수 있는 방법이 제시되었습니다.
새로운 시스템은 고주파 후방 산란을 활용하여 산업 현장, 스마트 시티 인프라, 농업 분야에서 실시간 모니터링을 지원하여 무선 통신 기능에 있어서 큰 도약을 이루었습니다.
프린스턴 대학 전기 및 컴퓨터 공학 조교수이자 수석 연구원인 야사만 가셈푸르(Yasaman Ghasempour)는 뉴스에서 "이 기술은 많은 흥미로운 환경에서 응용될 수 있을 것으로 믿는다"고 말했습니다. 공개. “기존의 지혜에도 불구하고, 이 논문은 테라헤르츠 이하의 범위에서 저전력, 확장 가능한 통신이 가능하다는 것을 보여줍니다.”
커뮤니케이션 혁신
이 기술은 태그라고 알려진 무선 장치의 고급 버전입니다. 이 새로운 태그는 백스캐터링을 사용하는데, 이는 중앙 판독기가 센서 태그에 신호를 보내고, 센서 태그는 이 신호를 판독기로 다시 반사하는 프로세스입니다.
저주파 시스템(예: 스마트 결제 및 건물 입장 카드)에 후방 산란 현상이 존재하지만, 이것이 테라헤르츠 미만의 주파수에서 실현 가능하다는 것이 입증된 것은 이번이 처음입니다.
더 높은 주파수는 시스템이 고속 데이터 전송을 지원할 수 있음을 의미하는데, 이는 밀도가 높은 장치 네트워크에 필수적입니다. 이 개발은 기존 무선 시스템에 비해 상당한 전력 및 인프라 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대됩니다.
공학의 혁신
이 팀은 페이딩되기 쉽고 정확한 방향 전송이 필요한 고주파 신호로 인해 상당한 어려움에 직면했습니다. 기존의 백스캐터 태그는 모든 방향으로 에너지를 방송하는 간단한 안테나를 사용하여 비효율성을 초래합니다.
이와 대조적으로 이 새로운 시스템은 주파수 변화에 따라 신호 방향을 자동으로 조정하는 고급 안테나를 사용합니다.
"리더는 태그의 정확한 위치를 비추기 위해 좁은 연필 모양의 빔을 형성해야 하며, 저전력 태그는 전력을 소모하지 않고 동일한 작업을 수행해야 합니다. 그것이 진짜 과제입니다."라고 Ghasempour는 덧붙였습니다.
광범위한 애플리케이션
이러한 발전은 제조 로봇의 상태를 모니터링하거나 정유소의 가스 누출을 감지하는 것과 같은 산업용 애플리케이션에 즉시 영향을 미칠 수 있습니다. 앞으로 이 기술은 스마트 시티와 농업 네트워크와 같은 대규모 배치에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.
스마트 시티에서는 태그를 교통 표지판에 부착하여 악천후 조건에서 자율 주행 차량이 감지할 수 있습니다. 농업에서는 광범위한 토양 센서 네트워크가 습도 수준이나 온도에 대한 실시간 데이터를 모니터링할 수 있습니다.
Ghasempour는 이 논문이 다양한 고급 응용 분야에 대한 추가적인 엔지니어링 개선에 영감을 줄 수 있기를 바랍니다. 저렴한 비용으로 신호를 증폭하는 방법을 찾음으로써 이 기술은 도시 환경 전반의 센서 네트워크에 전력을 공급하여 공기 질이나 교통 흐름을 모니터링할 수 있습니다.
이 획기적인 기술은 저전력, 대규모 데이터 통신을 위한 새로운 길을 열어 주며, 보다 효율적이고 확장 가능한 무선 시스템을 향한 중요한 진전을 의미합니다.