Исследовательская группа из Университета Аалто в Финляндии недавно продемонстрировала новую пассивную технологию для будущего 6G, которая, как ожидается, значительно улучшит проблему «мертвых зон сигнала» внутри и снаружи без добавления базовых станций и электрооборудования. Исследователи создали трехмерную структурную панель под названием «метакристалл» посредством 3D-печати. Сама геометрическая структура может перенаправлять и регулировать радиоволны, направляя сигналы, которые изначально были заблокированы или серьезно ослаблены, в область, где находятся пользователи и устройства.
В сложных средах, таких как подземные офисы, складские полки, туннели или большие помещения, неравномерное покрытие беспроводного сигнала всегда было постоянной проблемой. Поскольку в будущем сети 6G перейдут на более высокие частотные диапазоны для передачи большей емкости данных, способность сигнала проникать сквозь стены, мебель и даже людей будет еще больше снижаться, и ожидается, что эта проблема станет более заметной. Команда Университета Аалто считает, что вместо добавления дополнительных антенн, ретрансляторов или активного сетевого оборудования лучше использовать «пассивные структуры», не требующие электропитания, для изменения электромагнитной среды на физическом уровне.
По имеющимся данным, эту «суперкристаллическую» панель, напечатанную на 3D-принтере, можно устанавливать на стены, потолки, поверхности мебели и т. д., и она отвечает за маршрутизацию беспроводных сигналов вокруг препятствий, направление их в области со слабым покрытием или фокусировку на конкретных пользователях и терминальных устройствах. В отличие от многих «умных поверхностей», которые работают только в одном направлении или в одном функциональном режиме, эти панели могут одновременно обрабатывать несколько входящих электромагнитных волн и работать вместе в нескольких диапазонах частот, обеспечивая отражение, передачу и даже поглощение нежелательных мешающих сигналов.
Исследовательская группа отметила, что по сравнению с традиционными реконфигурируемыми интеллектуальными поверхностями, которые полагаются на большое количество регулируемых компонентов и сложные системы управления, этот пассивный «суперкристалл» имеет очевидные преимущества по стоимости и сложности развертывания. Панели могут быть изготовлены с помощью традиционных процессов 3D-печати, а стоимость материала, как ожидается, составит всего несколько десятков евро за панель. Геометрическую структуру можно настроить для конкретных сцен вместо использования единого шаблона, чтобы она лучше соответствовала фактическому макету среды.
Махди Асгари, доктор философии, возглавлявший проект, сравнил эту концепцию с «наведением света с помощью зеркала». Он сказал, что если в комнате слишком темно, вы можете добавить лампы или разместить зеркала, чтобы направлять существующий свет; «Суперкристаллическая» панель играет роль «зеркала» в беспроводной связи, за исключением того, что объект становится радиоволнами. В отличие от ранее предложенных однослойных решений «умной поверхности», эта трехмерная объемная структура может независимо управлять несколькими падающими сигналами или разными частотными диапазонами в пределах одной панели. Это рассматривается как ключевой шаг на пути к реальным приложениям сценариев связи.
С точки зрения перспектив применения, исследовательская группа считает, что такие среды, как фабрики, складские центры, внутренние частные сети 5G/6G и длинные коридоры, будут наиболее привлекательными сценариями внедрения для этого типа пассивных панелей. В этих пространствах планировка относительно стабильна или меняется медленно. Если структура пространства и расположение оборудования полностью определены на этапе проектирования, панели, соответствующие окружающей среде, могут быть настроены заранее без необходимости последующей активной настройки, эксплуатации и обслуживания. Асгари считает, что в таких сценариях пассивные панели, оптимизированные для конкретной компоновки, часто дешевле, проще и легче развертывать в масштабе, чем активные интеллектуальные поверхности, требующие постоянного контроля и обслуживания.
В настоящее время эта технология все еще находится на стадии перехода от лабораторных исследований к реальным применениям. Исследовательская группа начала поиск потенциальных промышленных партнеров, в том числе компаний, заинтересованных в программируемых метаповерхностях, интеллектуальной беспроводной инфраструктуре и недорогих пассивных системах управления сигналами. Команда надеется, что в будущем крупномасштабные масштабируемые «интеллектуальные беспроводные среды» начнут практическое использование в помещениях и на открытом воздухе в городских условиях, чтобы беспроводное покрытие в сложных пространствах можно было проектировать так же точно, как освещение.
На следующем этапе научно-исследовательская группа планирует перейти от фиксированной конструкции к реконфигурируемой конструкции и разработать панели, которые смогут адаптивно адаптироваться к изменениям беспроводной среды. Они отметили, что многие реконфигурируемые интеллектуальные поверхности в настоящее время трудно популяризировать в промышленных целях. Важная причина – высокая стоимость, сложная конструкция и высокие затраты на обслуживание системы управления. Поэтому команда усердно работает над исследованием более упрощенной регулируемой структуры и производственного процесса, надеясь сохранить возможность реконфигурации, сохраняя при этом достаточно низкие затраты и пороговые значения развертывания, чтобы удовлетворить широкие потребности приложений будущей эры 6G.
Это исследование было опубликовано под названием «Метакристаллы: интеллектуальные панели обратной конструкции, напечатанные на 3D-принтере, для связи 6G». Документ был опубликован 8 июня 2026 года и содержал подробные технические детали соответствующей электромагнитной конструкции и проверки производительности.