Promovare afaceri, știri din business și comunicate de presă

Oamenii de ştiinţă lucrează pentru a dezvolta dispozitive IoT (internet-of-things devices) tot mai mici, precum senzori de dimensiuni microscopice, capabili să urmărească aproape orice obiect. Aceste senzori au baterii extrem de mici, greu de înlocuit, astfel că inginerii integrează receptori de trezire ce păstrează dispozitivele în modul "sleep" când nu sunt folosite, prelungind durata de viață a bateriei.

Cercetătorii de la MIT au creat un nou receptor de trezire, de doar o zecime din dimensiunea celor precedente, consumând doar câțiva microwați de putere. Acest receptor include și un sistem de autentificare incorporat, care protejează dispozitivul de un anumit tip de atac ce ar putea descărca rapid bateria.

Echipa MIT a construit un receptor care utilizează unde terahertzi, cu aproximativ o zecime din lungimea undelor radio, având dimensiuni de doar 1 milimetru pătrat. Acest receptor de trezire a fost folosit pentru a demonstra comunicare eficientă fără fir, cu o sursă de semnal situată la câțiva metri distanță.

Receptorul de trezire ar putea fi utilizat în microroboți ce monitorizează schimbările de mediu în zone mici sau periculoase. Utilizând unde terahertzi, receptorul poate fi utilizat în aplicații emergente, precum rețelele radio instalabile pe teren ce colectează date localizate.
„Folosind frecvențe de teraherți, putem realiza o antenă foarte mică și integra aceste antene la cip, creând o soluție complet integrată", spune Eunseok Lee, autorul principal al studiului.

Receptorul de trezire, având o dimensiune de doar 1,54 milimetri pătrați și consumând mai puțin de 3 microwați, utilizează o configurație cu dublă antenă, maximizând performanța și facilitând citirea semnalelor. Cipul amplifică un semnal de teraherți și convertește datele analogice într-un semnal digital pentru procesare. Semnalul digital poartă un simbol, care este un șir de biți (0 și 1). Dacă simbolul corespunde, receptorul de trezire activează dispozitivul.

Pentru a crește securitatea, cercetătorii au adăugat un bloc de autentificare care randomizează simbolul dispozitivului, folosind o cheie partajată cu expeditorii de încredere. Această cheie acționează ca o parolă pentru a trimite semnalul potrivit. Echipa a testat sensibilitatea receptorului, trimițând semnale de teraherți la distanțe de până la 10 metri. "Am realizat demonstrații pe distanțe de 5 până la 10 metri, mai mari decât cele obișnuite, folosind un dispozitiv mic și cu un consum redus de energie", spune Lee.

Totuși, pentru eficiență maximă, undele terahertzi trebuie să lovească detectorul direct. Dacă cipul e poziționat într-un unghi, o parte din semnal se pierde. Așadar, cercetătorii au asociat dispozitivul cu o matrice orientabilă pentru terahertzi, dezvoltată recent de grupul lui Han, pentru a direcționa cu precizie undele terahertzi. Astfel, comunicarea ar putea fi transmisă către mai multe cipuri cu pierderi minime de semnal.

Pe viitor, Lee și colegii săi doresc să abordeze problema degradării semnalului. Dacă pot menține puterea semnalului când cipurile receptorului se mișcă sau se înclină ușor, performanța dispozitivelor ar putea fi îmbunătățită. De asemenea, vor să testeze receptorul de trezire în senzori extrem de mici și să adapteze tehnologia pentru utilizare în dispozitive reale.

"Am dezvoltat un portofoliu bogat de tehnologie pentru platforme viitoare de detectare, etichetare și autentificare de dimensiuni milimetrice, inclusiv retrodifuzarea terahertzi, colectarea energiei și direcționarea și focalizarea fasciculului electric. Acum, acest portofoliu este mai complet cu primul receptor de trezire terahertzi dezvoltat de Eunseok, care e esențial pentru economisirea energiei limitate disponibile pe aceste mini-platforme", spune Han.

Alți co-autori includ Muhammad Ibrahim Wasiq Khan, doctorand în 2022; Xibi Chen, student la masterat în EECS; Ustav Banerjee, doctorand în 2021 și profesor asistent la Institutul Indian de Știință; Nathan Monroe, doctorand în 2022; și Rabia Tugce Yazicigil, profesor asistent de inginerie electrică și informatică la Universitatea din Boston.

Echipa PromoAfaceri

Foto: Jose-Luis Olivares/MIT with figure courtesy of the researchers