ระบบแท็กต้นทุนต่ำใหม่ที่จะปฏิวัติการสื่อสารในอุตสาหกรรม

นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดตัวเทคโนโลยีล้ำสมัยที่ช่วยให้การสื่อสารผ่านเครือข่ายอุปกรณ์ขนาดใหญ่มีต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพ นวัตกรรมนี้จะช่วยปรับปรุงการตรวจสอบภาคอุตสาหกรรม โครงสร้างพื้นฐานเมืองอัจฉริยะ และเครือข่ายเซ็นเซอร์ด้านการเกษตรได้อย่างมีนัยสำคัญ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน มหาวิทยาลัยไรซ์ และมหาวิทยาลัยบราวน์ ได้ประกาศถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่น่าทึ่งที่สามารถเปลี่ยนโฉมการสื่อสารระหว่างเครื่องจักรในอุตสาหกรรมและอื่นๆ ด้วยการเปิดตัวระบบแท็กแบ็คสแคตเตอร์ที่ใช้พลังงานต่ำและคุ้มต้นทุนซึ่งทำงานในช่วงความถี่ต่ำกว่าเทราเฮิรตซ์

เทคโนโลยีเชิงนวัตกรรมนี้ซึ่งมีรายละเอียดในเอกสาร การตีพิมพ์ ในวารสาร Nature Communications ช่วยให้สามารถแบ่งปันข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างอุปกรณ์จำนวนมากโดยไม่ต้องพึ่งพาเครื่องส่งสัญญาณที่กินพลังงานมาก

ระบบใหม่นี้รองรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ในสถานประกอบการอุตสาหกรรม โครงสร้างพื้นฐานเมืองอัจฉริยะ และเกษตรกรรม โดยใช้การกระเจิงกลับความถี่สูง ซึ่งถือเป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญในด้านความสามารถในการสื่อสารไร้สาย

“ผมเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้จะถูกนำไปใช้ในสถานการณ์ที่น่าสนใจมากมาย” นักวิจัยหลัก Yasaman Ghasempour ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าวในข่าว ปล่อย“แม้ว่าจะยังขัดกับหลักปฏิบัติทั่วไป แต่เอกสารฉบับนี้แสดงให้เห็นว่าการสื่อสารที่ใช้พลังงานต่ำและปรับขนาดได้ในช่วงความถี่ต่ำกว่าเทราเฮิรตซ์ก็เป็นไปได้”

การปฏิวัติการสื่อสาร

เทคโนโลยีนี้เป็นอุปกรณ์ไร้สายขั้นสูงที่เรียกว่าแท็ก แท็กใหม่นี้ใช้กระบวนการแบ็กสแคตเตอร์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เครื่องอ่านส่วนกลางส่งสัญญาณไปยังแท็กเซ็นเซอร์ จากนั้นแท็กเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณนี้กลับไปยังเครื่องอ่าน

แม้ว่าการกระเจิงกลับจะมีอยู่ในระบบความถี่ต่ำ เช่น ระบบการชำระเงินอัจฉริยะและบัตรเข้าอาคาร แต่นี่เป็นครั้งแรกที่ได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถทำได้ที่ความถี่ต่ำกว่าเทราเฮิรตซ์

ความถี่ที่สูงขึ้นหมายความว่าระบบสามารถรองรับการส่งข้อมูลความเร็วสูงซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเครือข่ายอุปกรณ์ที่มีความหนาแน่นสูง การพัฒนานี้มีแนวโน้มที่จะช่วยประหยัดพลังงานและต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานได้อย่างมากเมื่อเทียบกับระบบไร้สายแบบเดิม

ความก้าวหน้าทางวิศวกรรม

ทีมงานเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญกับสัญญาณความถี่สูง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะจางหายและต้องการการส่งสัญญาณแบบทิศทางที่แม่นยำ แท็กแบ็กสแคตเตอร์แบบดั้งเดิมใช้เสาอากาศแบบเรียบง่ายที่ส่งพลังงานไปในทุกทิศทาง ส่งผลให้ไม่มีประสิทธิภาพ

ในทางตรงกันข้าม ระบบใหม่นี้ใช้เสาอากาศขั้นสูงที่ปรับทิศทางสัญญาณโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงความถี่

“เครื่องอ่านต้องสร้างลำแสงรูปดินสอแคบๆ เพื่อส่องไปยังตำแหน่งที่แน่นอนของแท็ก และแท็กพลังงานต่ำก็ควรทำเช่นเดียวกันโดยไม่กินพลังงานเลย นั่นคือความท้าทายที่แท้จริง” Ghasempour กล่าวเสริม

การใช้งานที่หลากหลาย

ความก้าวหน้าเหล่านี้อาจส่งผลต่อการใช้งานในอุตสาหกรรมได้ทันที เช่น การตรวจสอบสภาพของหุ่นยนต์การผลิตหรือการตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซในโรงกลั่น เมื่อมองไปข้างหน้า เทคโนโลยีนี้อาจมีบทบาทสำคัญในการใช้งานในระดับขนาดใหญ่ เช่น เมืองอัจฉริยะและเครือข่ายการเกษตร

ในเมืองอัจฉริยะ แท็กอาจติดไว้บนป้ายจราจร ซึ่งรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติสามารถตรวจจับได้ภายใต้สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย ในภาคเกษตรกรรม เครือข่ายเซ็นเซอร์ดินที่กว้างขวางสามารถตรวจสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับระดับความชื้นหรืออุณหภูมิได้

Ghasempour หวังว่าเอกสารนี้จะช่วยเป็นแรงบันดาลใจให้มีการปรับปรุงด้านวิศวกรรมเพิ่มเติมสำหรับแอปพลิเคชันขั้นสูงต่างๆ โดยการค้นหาวิธีขยายสัญญาณด้วยต้นทุนต่ำ เทคโนโลยีนี้สามารถจ่ายพลังงานให้กับเครือข่ายเซ็นเซอร์ในสภาพแวดล้อมในเมืองเพื่อตรวจสอบคุณภาพอากาศหรือการจราจร

ความก้าวหน้าครั้งนี้เปิดช่องทางใหม่ๆ สำหรับการสื่อสารข้อมูลขนาดใหญ่ที่ใช้พลังงานต่ำ ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่ระบบไร้สายที่มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้มากขึ้น