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Le connessioni 5G stanno per invadere la nostra vita digitale, con la loro velocità altissima e latenza bassissima che ci permetteranno di navigare, guardare video in streaming e collegarci a migliaia di oggetti con prestazioni mai viste prima. Tutto questo, però, si scontra con un grosso limite: la miniaturizzazione dei dispositivi.
Se il 5G dovrà essere la rete che tiene in piedi l'Internet of Things, in cui migliaia e migliaia di oggetti smart comunicano tra loro, si dovrà anche risolvere il problema che molti di questi oggetti saranno piccolissimi. E, se un oggetto è molto piccolo, difficilmente può ospitare una grande antenna. Il rischio, così, è che l'efficienza e la performance dell'Internet delle cose sia inferiore alle aspettative proprio a causa dell'impossibilità di montare antenne dalle dimensioni sufficienti a captare e trasmettere il segnale radio per la connessione.
Inoltre, molti di questi oggetti intelligenti saranno a bassissima potenza (si pensi, ad esempio, ai sensori) e quindi non potranno trasmettere un segnale troppo forte, né riceverne uno troppo debole o distante. Sembra un cane che si morde la coda, e in parte lo è, ma gli scienziati stanno cercando di risolvere questo paradosso tecnologico. Aumentare il numero e la potenza dei ripetitori non è fattibile, sia per questioni economiche che di accettazione da parte della popolazione che teme per l'aumento dell'inquinamento elettromagnetico.
La soluzione, però, potrebbe essere più semplice del previsto: alcuni ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT, infatti, stanno sperimentando delle antenne che trasformano i muri in ripetitori di segnale.
Il sistema RFocus
Invece di concentrarsi sui trasmettitori del segnale radio o sulle antenne dei dispositivi, i ricercatori del CSAIL hanno pensato ad un modo per amplificare il segnale a parità di trasmettitore e di antenna. L'idea è quella di aggiungere antenne ad una superficie esterna al ricevitore, ma nello stesso ambiente. Nella pratica si tratta di integrare migliaia di antenne nei muri, per massimizzare la potenza del segnale e farla rimbalzare più forte verso le piccole antenne dei piccoli dispositivi.
La potenza del segnale, nel complesso, è la stessa ma la sua distribuzione all'interno di un ambiente è massimizzata: la potenza del segnale ricevuto dai device, infatti, aumenta fino a dieci volte. Il sistema, composto da oltre 3.000 antenne integrate nei muri, è anche intelligente, economico e a basso consumo.
Ogni antenna costa infatti pochi centesimi ed è gestita da un software che la comanda, decidendo se il segnale incidente deve essere fatto passare oltre (nel caso ad esempio di una sorgente esterna all'ambiente in cui i dispositivi sono collocati) o se deve rimbalzare verso l'interno (per esempio quando la sorgente dell'emissione è collocata nello stesso ambiente dei dispositivi ricevitori e così facendo la potenza del segnale non viene dispersa verso l'esterno): "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", afferma Venkat Arun, studente del MIT che ha partecipato al lavoro di ricerca che ha poi portato all'invenzione di RFocus. Il sistema sembra molto efficace per trasmettere il segnale radio alla minima potenza possibile, senza perdere in qualità e stabilità della connessione.
Le prospettive di RFocus
L'applicazione più scontata di RFocus è quella di "extender" del segnale 5G all'interno dei locali chiusi. Ma, in realtà, la tecnologia non è applicabile solo al 5G ma a qualunque connessione wireless, Wi-Fi compreso. Ci potrebbero poi essere applicazioni industriali specifiche, in cui RFocus potrebbe dare una grossa mano: ad esempio i magazzini smart, pieno di sensori a basso consumo per monitorare lo stato delle macchine o l'inventario. In situazioni del genere amplificare il segnale radio avrebbe costi, anche energetici, molto elevati mentre tappezzare le pareti di economiche antenne RFocus potrebbe rendere tutto più efficiente ed economico.
L'alternativa: la vernice Wi-Fi
RFocus non è l'unica idea proveniente dal MIT per aumentare la portata dei segnali radio delle connessioni del futuro senza installare nuovi ripetitori. Recentemente altri ricercatori dell'istituto universitario hanno scoperto che è possibile applicare la tecnologia che sta alla base della cosiddetta "rectenna" a materiali microscopici.
Il risultato di tutto ciò è la possibilità di creare una sorta di vernice che capta il segnale radio e ne trasmette l'energia contenuta ad altri dispositivi nelle vicinanze. Questa vernice potrebbe essere applicata ad un muro, proprio come le antenne RFocus. In realtà, però, l'approccio di base è alquanto diverso: in questo secondo caso, infatti, i dispositivi ricevono l'energia per funzionare direttamente dal segnale radio.
