Lo sentiamo da anni:il 5G sta arrivando.

E ancora, mentre Internet 5G ad alta velocità si sta effettivamente diffondendo lentamente in un'infarinatura di paesi in tutto il mondo, rimangono molte barriere che hanno impedito un'adozione diffusa.

Un problema è che non possiamo ottenere velocità Internet più elevate senza metodi più efficienti per fornire segnali wireless. La tendenza generale è stata quella di aggiungere semplicemente antenne al trasmettitore (cioè, punti di accesso Wi-Fi e ripetitori cellulari) o il ricevitore (come un telefono o un laptop). Ma è diventato difficile farlo poiché le aziende producono sempre più dispositivi sempre più piccoli, compresa una nuova ondata di sistemi "Internet delle cose".

I ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT hanno esaminato il problema di recente e si sono chiesti se le persone abbiano avuto le cose completamente indietro per tutto questo tempo. Piuttosto che concentrarsi su trasmettitori e ricevitori, e se potessimo amplificare il segnale aggiungendo antenne a una superficie esterna nell'ambiente stesso?

Questa è l'idea alla base del nuovo sistema RFocus del team CSAIL, una "superficie intelligente" controllata da software che ne utilizza più di 3, 000 antenne per massimizzare la potenza del segnale al ricevitore. I test hanno dimostrato che RFocus potrebbe migliorare la potenza media del segnale di un fattore di quasi 10. In pratica, la piattaforma è anche molto conveniente, con ogni antenna che costa solo pochi centesimi. Le antenne sono poco costose perché non elaborano affatto il segnale; controllano semplicemente come si riflette. L'autore principale Venkat Arun afferma che il progetto rappresenta ciò che è, a conoscenza della squadra, il maggior numero di antenne mai utilizzate per un singolo collegamento di comunicazione.

Mentre il sistema potrebbe fungere da un'altra forma di estensione della portata WiFi, i ricercatori affermano che il suo uso più prezioso potrebbe essere nelle case e nelle fabbriche collegate in rete del futuro.

Per esempio, immagina un magazzino con centinaia di sensori per il monitoraggio di macchine e inventario. Il professor Hari Balakrishnan del MIT afferma che i sistemi per quel tipo di scala sarebbero normalmente proibitivi e/o ad alta intensità energetica, ma potrebbe essere possibile con un sistema interconnesso a bassa potenza che utilizza un approccio come RFocus.

"L'obiettivo principale qui era quello di esplorare se possiamo utilizzare elementi nell'ambiente e disporli per dirigere il segnale in un modo che possiamo effettivamente controllare, "dice Balakrishnan, autore senior di un nuovo articolo su RFocus che sarà presentato il mese prossimo al USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI) a Santa Clara, California. "Se vuoi avere dispositivi wireless che trasmettono alla potenza più bassa possibile, ma darti un buon segnale, questo sembra essere un modo estremamente promettente per farlo."

RFocus è una superficie bidimensionale composta da migliaia di antenne che possono far passare il segnale o rifletterlo. Lo stato degli elementi è impostato da un controller software che il team ha sviluppato con l'obiettivo di massimizzare la potenza del segnale in corrispondenza di un ricevitore.

"La sfida più grande è stata determinare come configurare le antenne per massimizzare la potenza del segnale senza utilizzare sensori aggiuntivi, poiché i segnali che misuriamo sono molto deboli, " dice lo studente di dottorato Venkat Arun, autore principale del nuovo articolo insieme a Balakrishnan. "Ci siamo ritrovati con una tecnica che è sorprendentemente robusta".

I ricercatori non sono i primi a esplorare la possibilità di migliorare la velocità di Internet utilizzando l'ambiente esterno. Un team dell'Università di Princeton guidato dal professor Kyle Jamieson ha proposto uno schema simile per la situazione specifica delle persone che utilizzano computer su entrambi i lati di un muro. Balakrishnan afferma che l'obiettivo di RFocus era sviluppare un approccio ancora più a basso costo che potesse essere utilizzato in una gamma più ampia di scenari.

"Le superfici intelligenti ci offrono letteralmente migliaia di antenne con cui giocare, "dice Jamieson, che non era coinvolto nel progetto RFocus. "Il modo migliore per controllare tutte queste antenne, e navigare nell'enorme spazio di ricerca che risulta quando immagini tutte le possibili configurazioni dell'antenna, sono solo due problemi aperti davvero impegnativi."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.