App Icon

Ο Καθηγητής Γιώργος Ελευθεριάδης με του φοιτητές του Τορόντο ανακάλυψε δυνατότητα ενίσχυσης wifi

  Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο, με επικεφαλής τον καθηγητή Γιώργο Ελευθεριάδη, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Communications», δημιούργησαν μια «έξυπνη» μετα-επιφάνεια που έχει τη δυνατότητα να διπλασιάζει τη χωρητικότητα των υπαρχόντων δικτύων ασύρματης επικοινωνίας. Ανοίγει έτσι ο δρόμος, όπως ανακοίνωσαν, για μια επόμενη γενιά του Wi-Fi.

giorgoseleytheriadispigimatthewtierney-universityoftorontoengineering.png
ΑΠΕ-ΜΠΕ

Ο κ. Ελευθεριάδης και οι συνεργάτες του ευελπιστούν ότι η ιδιότητα του νέου υλικού τους (full-duplex nonreciprocity) θα τύχει ευρείας πρακτικής εφαρμογής και ήδη δημιούργησαν τη νεοφυή εταιρεία LATYS Intelligence με έδρα το Μόντρεαλ, η οποία κατέχει τα εμπορικά δικαιώματα αξιοποίησης της νέας τεχνολογίας. «Είναι κάτι που πράγματι συμβαίνει. Μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια αυτή η τεχνολογία θα υιοθετηθεί», δήλωσε αισιόδοξος ο κ. Ελευθεριάδης.

Τι είναι τα μετα-υλικά

Τα μετα-υλικά είναι συνθετικές δομές που συντίθενται από «λίθους», που είναι μικρότεροι από τα μήκη κύματος του φωτός, τα οποία μπορούν έτσι να «χειραγωγήσουν». Το χρησιμοποιούμενο υλικό από τους ερευνητές αποτελείται από επαναλαμβανόμενες επιμέρους μονάδες μεγέθους περίπου 20 χιλιοστών. Για τα μήκη κύματος του φωτός που είναι μεγαλύτερα, όπως τα μικροκύματα (τύπος φωτός που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του σήματος της κινητής τηλεφωνίας), αυτό το νέο μετα-υλικό φαίνεται σαν να σχηματίζει ένα ομοιογενές αντικείμενο (δηλαδή μια μετα-επιφάνεια).

Τα μικροκύματα ανακλώνται πάνω σε αυτή την μετα-επιφάνεια, κάνοντας το με ένα ασυνήθιστο τρόπο, καθώς επιδεικνύουν την ιδιότητα της μη αμοιβαίας απόκρισης (nonreciprocity). Όπως εξηγεί ο κ. Ελευθεριάδης, «όταν οδηγείς και κοιτάζεις τον πίσω καθρέφτη, βλέπεις τον οδηγό πίσω σου, ο οποίος μπορεί επίσης να σε δει, επειδή το φως ανακλάται στον καθρέφτη και ακολουθεί το ίδιο μονοπάτι προς τα πίσω. Αυτό που είναι ασυνήθιστο με το nonreciprocity, είναι ότι είναι διαφορετικό το μονοπάτι του κύματος προς τα πίσω. Βασικά, μπορείς να δεις κάποιον, αλλά αυτός δεν μπορεί να σε δει».
Επιπροσθέτως, το νέο μετα-υλικό επιτρέπει την καθοδήγηση και ενίσχυση της εισερχόμενης ακτίνας, πράγμα χρήσιμο σε πολλές εφαρμογές, από την ιατρική απεικόνιση και τα ηλιακά πάνελ μέχρι τις δορυφορικές επικοινωνίες και τη νηπιακή ακόμη τεχνολογία του μανδύα αορατότητας. Μεταξύ άλλων, οι νέες έξυπνες μετα-επιφάνειες μπορούν να φέρουν σημαντική πρόοδο στην ασύρματη επικοινωνία Wi-Fi.

διάβασε και αυτό  ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ 200 ΝΕΩΝ ΣΤΗ ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ «ΕΛΛΑΔΑ 2021» ‘ΒΑΔΙΖΟΝΤΑΣ ΣΤΑ ΑΧΝΑΡΙΑ ΤΟΥ 1821’

«Στην καθημερινή εμπειρία», λέει ο Ελευθεριάδης, «ένα μικροκύμα που εκπέμπεται από ένα πύργο, φθάνει στο στόχο του, π.χ. σε ένα μόντεμ, και μετά επιστρέφει στον τηλεπικοινωνιακό σταθμό. Αυτό εξηγεί γιατί, όταν κανείς μιλάει στο τηλέφωνο, δεν μιλάει και δεν ακούει στο ίδιο κανάλι. Αν αυτό συνέβαινε, τα σήματα θα μπλέκονταν και δεν θα μπορούσε να ξεχωρίσει κανείς τη φωνή του από τη φωνή του συνομιλητή του».

Η τεχνολογία 5G

Η σημερινή τεχνολογία δικτύων πέμπτης γενιάς 5G χρησιμοποιεί μόνο τέτοιες συνδέσεις «half-duplex», στις οποίες το σήμα χρησιμοποιεί ελαφρώς διαφορετικές συχνότητες ή την ίδια συχνότητα αλλά σε ελαφρώς διαφορετικό χρόνο, κάτι που δεν γίνεται αντιληπτό από τον χρήστη. Όμως η νέα πιο εξελιγμένη «full-duplex» αρχιτεκτονική επικοινωνίας που ανέπτυξε η ομάδα του Γ. Ελευθεριάδη, σημαίνει ότι κάποιος μπορεί να μιλάει και να ακούει στο ίδιο κανάλι ταυτόχρονα, μέσα στην ίδια συχνότητα, διπλασιάζοντας έτσι τη χωρητικότητα του συστήματος.

Η δυνατότητα λειτουργίας «full-duplex» υπάρχει σήμερα σε περιορισμένο βαθμό σε στρατιωτικά ραντάρ, αλλά ο τωρινός σχεδιασμός της είναι ακατάλληλος για εμπορικές εφαρμογές, όπως οι συσκευές κινητής τηλεφωνίας, λόγω του όγκου και του ψηλού κόστους του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού στις στρατιωτικές εφαρμογές. «Προτείνουμε έναν τελείως διαφορετικό μηχανισμό» τονίζει ο κ. Ελευθεριάδης, «στον οποίο όλα γίνονται με χρήση τυπωμένων κυκλωμάτων και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων από πυρίτιο όπως τα τρανζίστορ». Ο ίδιος μάλιστα οραματίζεται «την ενσωμάτωση αυτών των μετα-επιφανειών στους τοίχους των κτιρίων». Έτσι, στο μέλλον ακόμη και οι τοίχοι των γραφείων και των σπιτιών μπορεί να παίξουν ζωτικό ρόλο στις δίκτυα Wi-Fi της επόμενης ή μεθεπόμενης γενιάς.

Ο καθηγητής Γιώργος Ελευθεριάδης και η ομάδα του το 2013 μας είχε ενημερώσει και για μια έρευνα σύμφωνα με ρεπορτάζ στην www.eirinika.gr για ένα αντικείμενο με μικρές κεραίες, οι οποίες από κοινού εκπέμπουν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο εξουδετερώνει τα κύματα που ανακλώνται από το αντικείμενο, κάνοντάς το έτσι αόρατο.

 

διάβασε και αυτό  Φρέσκος Άνεμος στην Ιστιοπλοΐα

Συνεχώς νέοι μανδύες αορατότητας, που εξαφανίζουν αντικείμενα σε διάφορες συχνότητες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, έρχονται στο φως. Το νέο επίτευγμα είναι δημιούργημα ενός διακεκριμένου Έλληνα ερευνητή της διασποράς, του καθηγητή Γιώργου Ελευθεριάδη, του πανεπιστημίου του Τορόντο, ο οποίος σχεδίασε και υλοποίησε έναν νέου τύπου λεπτό ηλεκτρομαγνητικό μανδύα, που είναι σε θέση να προσαρμοστεί κατάλληλα, ώστε να «εξαφανίσει» διαφορετικά είδη και μεγέθη αντικειμένων, κατ’ αρχήν στο πεδίο των ραδιοκυμάτων.

Η ερευνητική ομάδα του Ελευθεριάδη, που έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Physical Review X» της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρίας, χρησιμοποιεί μια νέα μέθοδο αορατότητας. Συγκεκριμένα, περιβάλλει ένα αντικείμενο με μικρές κεραίες, οι οποίες από κοινού εκπέμπουν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο εξουδετερώνει τα κύματα που ανακλώνται από το αντικείμενο, κάνοντάς το έτσι αόρατο.

Όπως είπε ο Έλληνας ερευνητής, «ακολουθήσαμε μια διαφορετική προσέγγιση, εκείνη του ηλεκτρολόγου μηχανικού, και είναι πολύ πρακτική και απλή. Αντί να περιβάλλουμε αυτό που προσπαθούμε να κρύψουμε, με ένα παχύ κέλυφος μετα-υλικού, το περιβάλλουμε με ένα στρώμα μικρών κεραιών και αυτό το στρώμα εκπέμπει ένα (ηλεκτρομαγνητικό) πεδίο που εξουδετερώνει τις (ηλεκτρομαγνητικές) ανακλάσεις από το ίδιο το αντικείμενο».

 

Οι ερευνητές έκαναν το σχετικό πείραμα, «εξαφανίζοντας» ένα μεταλλικό κύλινδρο από τα ραδιοκύματα. Όπως είπε ο Ελευθεριάδης, η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα, καθιστώντας αόρατα μεγαλύτερα αντικείμενα, εφόσον χρησιμοποιηθούν περισσότερες κεραίες. Μάλιστα οι τελευταίες μπορούν να εκτυπωθούν και να είναι επίπεδες, όπως μια κουβέρτα ή το δέρμα. Προς το παρόν, οι κεραίες πρέπει να ρυθμιστούν χειροκίνητα στην κατάλληλη ηλεκτρομαγνητική συχνότητα, αλλά στο μέλλον θα είναι δυνατό η τεχνική να βελτιωθεί, επιτρέποντας την προσαρμογή σε διαφορετικά μήκη κύματος σε πραγματικό χρόνο.

διάβασε και αυτό  Facebook 100 εκατομμύρια σε μικρές επιχειρήσεις

Οι μανδύες αορατότητας, πέρα από τις προφανείς στρατιωτικές χρήσεις τους, θα μπορούσαν να έχουν διάφορες άλλες πρακτικές εφαρμογές, για παράδειγμα να «εξαφανίζουν» παρεμβαλλόμενα αντικείμενα που εμποδίζουν την απρόσκοπτη μετάδοση των σημάτων από τους σταθμούς κινητής τηλεφωνίας.

Εξάλλου, πέρα από τα ραδιοκύματα, η ίδια τεχνική θα μπορούσε μελλοντικά να προσαρμοστεί για χρήση και με τα κύματα του ορατού φωτός. Σύμφωνα με τον Ελευθεριάδη, «υπάρχουν περισσότερες εφαρμογές για ραδιοκύματα παρά για το φως. Είναι πάντως απλώς θέμα τεχνολογίας: μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει την ίδια αρχή και για το φως και η σχετική τεχνολογία κεραιών αποτελεί μια άκρως “καυτή” περιοχή έρευνας σήμερα».

Ο Γιώργος Ελευθεριάδης σπούδασε ηλεκτρολόγος μηχανικός στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και, στη συνέχεια, πήρε το μάστερ του (1989) και το διδακτορικό του (1993) στην ίδια ειδικότητα από το πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Μεταξύ 1994- 1997 υπήρξε ερευνητής στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Λοζάνης και σήμερα είναι καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ του πανεπιστημίου του Τορόντο.

Θεωρείται πρωτοπόρος και διεθνής αυθεντία στο πεδίο των μετα-υλικών, ενώ έχει τιμηθεί με διάφορα βραβεία για το έργο του. Μεταξύ άλλων, από το 2009 είναι εταίρος της Βασιλικής Εταιρίας επιστημών του Καναδά

 

Facebook Comments Box

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Recommended
Την Δευτέρα  4 Οκτωβρίου στις 19.00 ξεκινά στη Δημοτική Πινακοθήκη…
Cresta Posts Box by CP
Content | Menu | Access panel