Пространственно-временная метаповерхность объединила связь 6G и сенсорику в одном устройстве

05.03.2025 14:01:00 | iXBT.com

Учёные из Юго-Восточного университета (Китай), Университета Саннио (Италия) и Университета Париж-Сакле-CNRS (Франция) представили разработку в области программируемых метаповерхностей (programmable metasurfaces, PM) — технологий, способных одновременно обеспечивать высокоскоростную беспроводную связь и мониторинг окружающей среды.

Результаты исследования демонстрируют, как пространственно-временные кодирующие метаповерхности (space-and-time-coding metasurface) могут стать основой для интегрированных систем связи и сенсорики (ISAC), важных для будущего 6G.

«Нас вдохновлял фундаментальный вопрос: может ли одно устройство обеспечить и скоростную передачу данных, и анализ среды? Эра 6G требует не только сверхбыстрых сетей, но и систем, способных адаптироваться к окружению. Например, отслеживать движение, обнаруживать объекты и оптимизировать сигналы в реальном времени», — рассказал Цуй Цзюнь, старший автор работы.

Экспериментальная установка для измерений на движущейся передающей антенне. Источник: Nature Communications 16, 1836 (2025)

Ключевым элементом разработки стало управление электромагнитными волнами с помощью переключаемых диодов. В отличие от пассивных отражателей, оно не только перенаправляет сигналы, но и генерирует управляемые гармонические частоты. Основная частота (10,3 ГГц в прототипе) обеспечивает стабильную связь, а дополнительные гармоники, регулируемые алгоритмами на базе машинного обучения, используются для сенсорных задач: обнаружения препятствий, отслеживания перемещений и динамической настройки под изменения среды.

«Двойная функциональность позволяет сократить сложность и стоимость инфраструктуры, — подчеркнул Цуй. — Наш прототип доказал, что одна метаповерхность может стабилизировать соединение, адаптироваться к движению пользователей и точно детектировать объекты». Тесты показали, что технология способна работать в микроволновом диапазоне, открывая путь к интеграции в умные города, промышленную робототехнику и автономный транспорт.

Перспективы разработки не ограничиваются телекоммуникациями. Учёные планируют внедрить в систему искусственный интеллект для принятия сложных решений в реальном времени, а также усилить меры кибербезопасности. «Наша цель — создать среды, где технологии адаптируются под нужды пользователей — от умных домов до целых городов — везде появятся более связанные, отзывчивые и эффективные экосистемы», — добавил Цуй.

Исследование закладывает основу для нового поколения сетевых инфраструктур, сочетающих энергоэффективность, спектральную оптимизацию и многозадачность. Следующим шагом станет масштабирование технологии и её тестирование в реальных условиях — от автоматизированных заводов до систем общественной безопасности. Учёные уверены: подобные метаповерхности станут неотъемлемой частью «умного» будущего, где связь и сенсорика сливаются в единый адаптивный инструмент.

Подробнее