В журнале Nature Communications опубликована работа инженеров Принстонского университета, которые нашли способ заставить радиосигналы огибать препятствия. Проблема сверхвысокочастотных волн так называемого субтерагерцового диапазона в том, что они легко блокируются стенами, мебелью или даже прохожим человеком. Но именно эти частоты могут дать в десятки раз больше пропускной способности, чем существующие сети, и открыть путь к виртуальной реальности, мгновенным онлайн-играм и полностью автономному транспорту.
Команда под руководством доцента Ясаман Гасемпур создала систему, которая формирует особые сигналы — пучки Эйри. Они способны изгибаться, подобно крученому мячу, и обходить препятствия. Чтобы передатчик мог быстро выбирать нужный изгиб, ученые подключили нейронную сеть. Она тренируется на виртуальных симуляциях и учится направлять сигнал так, чтобы он достигал цели даже в сложной и динамичной среде.
Ведущий автор работы Хаозе Чен сравнил это с баскетболистом, который не вычисляет траекторию каждого броска, а полагается на опыт. Нейросеть так же «чувствует» оптимальную форму радиолуча, меняя ее в реальном времени.
Эксперименты подтвердили, что система сохраняет надежную связь даже тогда, когда появляются новые препятствия. Если человек проходит между устройством и приемником — сигнал изгибается и продолжает передачу данных. Это ключевое отличие от обычных систем, которые в такой ситуации обрывают соединение.
Исследователи отмечают, что раньше работы с пучками Эйри ограничивались физикой самих лучей. В новой системе удалось объединить их с искусственным интеллектом и управлять передачей в реальных условиях.
«Эта работа решает давнюю проблему внедрения высоких частот в беспроводную связь», — говорит Гасемпур. По ее словам, интеллектуальные передатчики в будущем смогут обеспечивать стабильную работу приложений, которые сегодня кажутся недостижимыми, — от виртуальной реальности до транспорта без водителей.
В перспективе такие технологии позволят беспроводной связи работать без сбоев даже в условиях шумных городов и густой застройки, где сигналу чаще всего и не хватает надежности.
Ранее Наука Mail рассказала о технологии, которая позволяет сетям Wi-Fi различать людей сквозь стены по их уникальному радиопортрету.
