- تنهار إشارات التردد العالي عندما تمنع الجدران أو الأشخاص طريقهم
- تعلمت الشبكات العصبية الانحناء عن طريق محاكاة عدد لا يحصى من لقطات تدريب كرة السلة
- Metasurfaces مدمجة في إشارات على شكل أجهزة الإرسال بدقة شديدة
لسنوات ، كافح الباحثون مع بعض نقاط الضعف في الاتصالات الفائقة التردد.
الترددات الفائقة الهشة للغاية لدرجة أن الإشارات التي تعد بعدة النطاق الترددي الهائل يمكن أن تنهار عندما تواجه عقبات متواضعة ، مثل الجدران أو الكتب أو مجرد نقل الأشخاص يمكن أن يمنعوا عمليات نقل متطورة.
ومع ذلك ، يشير نهج جديد من مهندسي برينستون إلى أن تلك الحواجز قد لا تكون حواجز طرق دائمة ، على الرغم من أن القفزة من التجربة إلى النشر في العالم الحقيقي لا تزال غير مؤكدة.
من تجارب الفيزياء إلى عمليات النقل التكيفي
فكرة الانحناء لتجنب العقبات ليست جديدة. لقد عمل المهندسون منذ فترة طويلة مع “عوارض الهواء” ، والتي يمكن أن تنحني بطرق خاضعة للرقابة ، لكن تطبيقها على البيانات اللاسلكية قد أعاقها حدود عملية.
يقول Haoze Chen ، أحد الباحثين ، إن معظم الأعمال السابقة التي تركز على إظهار الحزم يمكن أن توجد ، وليس على جعلها قابلة للاستخدام في بيئات لا يمكن التنبؤ بها.
المشكلة هي أن كل منحنى يعتمد على عدد لا يحصى من المتغيرات ، ولا يترك أي طريقة مباشرة لمسار المسار المثالي أو حسابه.
لجعل الحزم مفيدة ، استعار الباحثون تشبيهًا من الرياضة. بدلاً من حساب كل لقطة ، يتعلم لاعبو كرة السلة من خلال ممارسة متكررة ما يعمل في سياقات مختلفة.
أوضح تشن فريق برينستون يهدف إلى عملية مماثلة ، ليحل محل الرياضيين التجريبيين والخطأ بشبكة عصبية مصممة لتكييف ردودها.
بدلاً من نقل الحزم جسديًا لكل عقبة ممكنة ، قام طالب الدكتوراه Atsutse Kludze ببناء محاكاة سمحت للنظام بالتدريب تقريبًا.
قلل هذا النهج من وقت التدريب إلى حد كبير مع استمرار تأريض النماذج في فيزياء الحزم المتجددة الهواء.
بمجرد تدريبه ، كان النظام قادرًا على التكيف بسرعة كبيرة ، وذلك باستخدام طرفي مصمم خصيصًا لتشكيل عمليات الإرسال.
على عكس العاكسات ، التي تعتمد على الهياكل الخارجية ، يمكن دمج الطور المترجمة مباشرة في جهاز الإرسال ، مما سمح للحزم بالانحناء حول العوائق المفاجئة ، والحفاظ على الاتصال دون الحاجة إلى خط واضح.
أظهر الفريق أن الشبكة العصبية يمكنها اختيار مسار الحزمة الأكثر فعالية في سيناريوهات تشوش وتحويل ، وهو أمر لا يمكن تحقيق الطرق التقليدية.
كما تدعي أن هذه خطوة نحو تسخير فرقة Terahertz الفرعية ، وهي جزء من الطيف الذي يمكن أن يدعم ما يصل إلى عشرة أضعاف بيانات أكثر من أنظمة اليوم.
جادل المحقق الرئيسي ياسامان غاسمبور بأن معالجة العقبات ضرورية قبل استخدام النطاق الترددي هذا للتطبيق تطبيقات مثل الواقع الافتراضي الغامرة أو النقل المستقل بالكامل.
وقال غاسيمبور: “هذا العمل يتناول مشكلة طويلة الأمد منعت من اعتماد هذه الترددات العالية في الاتصالات اللاسلكية الديناميكية حتى الآن”.
ومع ذلك ، تبقى التحديات. يتطلب ترجمة عروض المختبرات إلى الأجهزة التجارية توسيع نطاق الأجهزة ، وتحسين طرق التدريب ، وإثبات أن الحزم التكيفية يمكنها التعامل مع التعقيد في العالم الحقيقي بسرعة.
قد يكون الوعد بالروابط اللاسلكية التي تقترب من إنتاجية الفئة terabit مرئية ، لكن المسار المحيط بالعقبات ، الجسدية والتكنولوجية ، لا يزال متعرجًا.
عبر Techxplore
