Para ilmuwan telah mengungkap teknologi inovatif yang memungkinkan komunikasi yang efisien dan berbiaya rendah di seluruh jaringan perangkat yang besar. Inovasi ini dapat meningkatkan pemantauan industri, infrastruktur kota pintar, dan jaringan sensor pertanian secara signifikan.
Para peneliti di Universitas Princeton, Universitas Rice, dan Universitas Brown telah mengumumkan terobosan teknologi luar biasa yang dapat mengubah komunikasi antara mesin industri dan seterusnya, dengan mengungkap sistem tag backscatter berdaya rendah dan hemat biaya yang beroperasi dalam rentang frekuensi sub-terahertz.
Teknologi inovatif ini, dijelaskan secara rinci dalam sebuah makalah diterbitkan dalam jurnal Nature Communications, memungkinkan pembagian informasi secara efisien di antara sejumlah besar perangkat tanpa bergantung pada pemancar sinyal yang membutuhkan daya intensif.
Dengan memanfaatkan hamburan balik frekuensi tinggi, sistem baru ini mendukung pemantauan waktu nyata dalam pengaturan industri, infrastruktur kota pintar, dan pertanian, yang menandai lompatan signifikan dalam kemampuan komunikasi nirkabel.
“Saya yakin teknologi ini akan menemukan aplikasinya di banyak lingkungan yang menarik,” kata peneliti utama Yasaman Ghasempour, asisten profesor teknik listrik dan komputer di Princeton, dalam sebuah berita melepaskan“Berlawanan dengan pandangan umum, makalah ini menunjukkan bahwa komunikasi berdaya rendah dan berskala besar dapat dilakukan dalam rentang sub-terahertz.”
Merevolusi Komunikasi
Teknologi ini merupakan versi lanjutan dari perangkat nirkabel yang dikenal sebagai tag. Tag baru ini menggunakan hamburan balik, yaitu proses di mana pembaca pusat mengirimkan sinyal ke tag sensor, yang kemudian memantulkan sinyal ini kembali ke pembaca.
Meskipun hamburan balik terjadi dalam sistem frekuensi rendah seperti pembayaran pintar dan kartu masuk gedung, ini adalah pertama kalinya hal itu terbukti layak dilakukan pada frekuensi sub-terahertz.
Frekuensi yang lebih tinggi berarti sistem dapat mendukung transmisi data berkecepatan tinggi, yang sangat penting untuk jaringan perangkat yang padat. Pengembangan ini menjanjikan penghematan daya dan biaya infrastruktur yang signifikan dibandingkan dengan sistem nirkabel tradisional.
Terobosan Teknik
Tim menghadapi tantangan penting dengan sinyal frekuensi tinggi, yang rentan memudar dan memerlukan transmisi arah yang tepat. Tag backscatter tradisional menggunakan antena sederhana yang menyiarkan energi ke segala arah, sehingga menghasilkan inefisiensi.
Sebaliknya, sistem baru ini menggunakan antena canggih yang secara otomatis menyesuaikan arah sinyal berdasarkan perubahan frekuensi.
"Pembaca harus membentuk sinar berbentuk pensil yang sempit untuk menyinari lokasi tag yang tepat, dan tag berdaya rendah harus melakukan hal yang sama tanpa menghabiskan daya apa pun. Itulah tantangan sebenarnya," tambah Ghasempour.
Aplikasi yang Beragam
Kemajuan ini dapat segera memengaruhi aplikasi industri, seperti memantau kondisi robot manufaktur atau mendeteksi kebocoran gas di kilang minyak. Ke depannya, teknologi ini dapat memainkan peran penting dalam penerapan skala besar seperti kota pintar dan jaringan pertanian.
Di kota pintar, tag tersebut dapat dipasang pada rambu lalu lintas, yang dapat dideteksi oleh mobil tanpa pengemudi dalam kondisi cuaca buruk. Di bidang pertanian, jaringan sensor tanah yang luas dapat memantau data tingkat kelembapan atau suhu secara langsung.
Ghasempour berharap makalah ini akan menginspirasi peningkatan teknik lebih lanjut untuk berbagai aplikasi canggih. Dengan menemukan cara untuk memperkuat sinyal dengan biaya rendah, teknologi ini dapat memberi daya pada jaringan sensor di seluruh lingkungan perkotaan untuk memantau kualitas udara atau arus lalu lintas.
Terobosan ini membuka jalan baru untuk komunikasi data berskala besar dan berdaya rendah, menandai langkah penting menuju sistem nirkabel yang lebih efisien dan berskala.